พูดอย่างเคร่งครัด นิวตริโนไม่ได้เป็นอนุภาคเดี่ยวแต่ประกอบด้วยหลายสปีชีส์: นิวตริโนอิเล็กตรอน มิวออนนิวตริโนและเอกภาพนิวตริโน อนุภาคเหล่านี้เปลี่ยนรูปซึ่งกันและกันอย่างต่อเนื่องในกระบวนการที่เรียกว่าการสั่นของนิวตริโน สันนิษฐานว่านิวตริโนมีมวล สิ่งนี้จะถูกกำหนดในการทดลอง KATRIN ซึ่งเริ่มในปี 2019 ที่สถาบัน Karlsruhe Institute for Technology (KIT) จากผลการวิจัยจนถึงปัจจุบัน นิวตริโนมีมวลน้อยกว่า 1 อิเล็กตรอนโวลต์

KATRIN ยังสามารถนำมาใช้เพื่อติดตามสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องซึ่งเป็นเพียงการสมมุติเท่านั้น: นิวตริโนที่ปราศจากเชื้อ สาขาที่หนักกว่า (มวลในช่วงกิโลอิเล็กตรอนโวลต์) ถือเป็นตัวเลือกสำหรับสสารมืดและจะถูกค้นหาหลังจากติดตั้งเครื่องตรวจจับใหม่ใน KATRIN นอกจากนี้ ยังมีประเภทนิวตริโนปลอดเชื้อที่เบากว่าอีกด้วย

เกณฑ์การยกเว้นใหม่สำหรับนิวตริโนปลอดเชื้อเบา

มีการทดลองค่อนข้างน้อยที่กำลังมองหานิวตริโนปลอดเชื้อแสง (มวลในช่วงอิเล็กตรอนโวลต์) นอกจากนี้ยังสามารถเปิดเผยตัวเองในการทดลองของ KATRIN มวลและอัตราส่วนการผสมของนิวตริโนแบบแอคทีฟ (ปกติ) และนิวตริโนปลอดเชื้อมีส่วนสำคัญในการค้นหานิวตริโนปลอดเชื้อแบบเบา

Susanne Mertens และทีมงานของเธอที่ Max Planck Institute for Physics (MPP) ประสบความสำเร็จในการกำหนดขีดจำกัดการยกเว้นใหม่ด้วยความช่วยเหลือจาก KATRIN "ด้วยการประเมินของเรา เราสามารถลดพื้นที่การค้นหาสำหรับนิวทริโนนี้ได้อย่างมาก" Mertens กล่าว

ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูล KATRIN แบบใหม่ที่พัฒนาโดยกลุ่ม Susanne Mertens และ Thierry Lasserre ที่ MPP การมีอยู่ของนิวตริโนปลอดเชื้อที่มีมวลประมาณ 3 ถึง 30 อิเล็กตรอนโวลต์และอัตราส่วนการผสมที่มากกว่า 10% สามารถตัดออกได้ ผลลัพธ์นี้ช่วยเสริมขีดจำกัดการยกเว้นที่ได้รับก่อนหน้านี้

ค้นหาโดยการวัดมวลนิวตริโน

แต่ KATRIN จะหา neutrinos ปลอดเชื้อได้อย่างไร? การทดลองยังกำหนดมวลของนิวตริโนที่ทำงานด้วยวิธีเดียวกันด้วย มวลของนิวตริโนสามารถวัดได้จากการสลายกัมมันตภาพรังสี KATRIN ใช้ไอโซโทป (น้ำหนัก) เพื่อจุดประสงค์นี้ เมื่อโปรตอนถูกแปลงเป็นนิวตรอน จะเกิดนิวตริโนหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัว พลังงานการสลายตัว 18.6 กิโลอิเล็กตรอนโวลต์ถูกแบ่งออกระหว่างกัน

"เรารู้ว่านิวตริโนเบามากและได้รับพลังงานการสลายตัวเพียงเล็กน้อย" เมอร์เทนส์กล่าว "พลังงานสูงสุดของอิเล็กตรอนจะลดลงตามมวลของนิวตริโน" มวลของนิวตริโนจึงเป็นผลมาจากความแตกต่างระหว่างพลังงานการสลายตัวและพลังงานสูงสุดของอิเล็กตรอน

การตรวจจับนิวตริโนที่ปราศจากเชื้อด้วยแสงจะเป็นไปตามหลักการเดียวกัน หากนิวตริโนปลอดเชื้อถูกปลดปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี มันจะทิ้งร่องรอยที่มองเห็นได้ในสเปกตรัมพลังงานของอิเล็กตรอน "จากนั้นโค้งที่ชัดเจนจะปรากฏขึ้น" Mertens อธิบาย "สิ่งนี้จะช่วยให้ KATRIN ไม่เพียงแต่กำหนดมวลของนิวตริโนที่ออกฤทธิ์ แต่ยังพิสูจน์การมีอยู่ของนิวตริโนสปีชีส์อื่นๆ ด้วย"สล็อตออนไลน์ 918kiss