KATRIN помог взвесить нейтрино

25.09.2019

Нейтрино можно отнести к самым странным субатомным частицам. За счет очень маленькой массы и отсутствия электрического заряда нейтрино практически не взаимодействуют с обычной материей, они абсолютно беспрепятственно могут пронизывать скопления материи, такие, как планеты и даже звезды. Ученые в течение нескольких десятилетий пытались выяснить значение массы нейтрино при помощи различных высокочувствительных датчиков, и недавно датчик эксперимента Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) в Германии, создание которого велось на протяжении без малого двух десятилетий, выдал первые результаты.

Обладание знаниями о массе нейтрино важно для понимания того, почему нейтрино взаимодействуют с обычной материей только при помощи сил слабых ядерных взаимодействий. Кроме этого, с точки зрения квантовой механики, каждый тип нейтрино состоит из комбинации трех вероятностных "массовых состояний". Однако, из-за основной странности квантовой механики, можно измерить только "массовое состояние" или установить тип нейтрино, провести измерения сразу двух этих величин принципиально невозможно.

Точные измерения массы нейтрино потребовали от ученых проявления творческого подхода. Ядром эксперимента KATRIN является 10-метровая емкость, в которой находится 25 граммов радиоактивного изотопа водорода, трития. Этот водород охлажден до сверхнизкой температуры и в его среде постоянно происходит так называемый бета-распад, в результате которого один из нейтронов превращается в протон, порождая дополнительный электрон и электронное антинейтрино, масса которого соответствует массе обычного электронного нейтрино.

Продукты бета-распада попадают в активную область датчика-спектрометра, размером с жилой дом, который позволяет измерить энергию электронов. Суть эксперимента заключается в том, что электрон и нейтрино всегда получают некоторую часть энергии, выделившейся во время реакции распада. Это количество может колебаться от случая к случаю, но пропорция распределения энергии между электроном и нейтрино всегда остается неизменной. И в результате работы датчика получается график, форма которого позволяет вычислить максимальную энергию для каждого "массового состояния" нейтрино.

После 28 дней работы и сбора данных, ученые эксперимента KATRIN получили минимальное значение средней суммы трех массовых состояний нейтрино на уровне меньше 0.1 эВ (электрон-вольта), максимальное значение этого параметра составило 1.1 эВ. Для сравнения, масса-энергия электрона составляет около 500 тысяч эВ, а протона - почти один миллиард.

Полученное значение максимальной массы нейтрино почти в два раза меньше значений, которые дают другие эксперименты, к примеру, совсем недавно ученые, используя частицы нейтрино космического происхождения, вывели значение массы, равное 2.6 эВ. Однако, здесь следует учесть, что данные эксперимента KATRIN собирались в течение всего одного месяца, а впереди у ученых еще целых пять лет, в течение которых они будут собирать и анализировать новые данные.

<< Назад: Биологические часы регулируют работу иммунитета 25.09.2019

>> Вперед: Биоматериал заменит пластик 24.09.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Нанопленка, меняющая цвет 21.06.2020 Пленка из наночастиц золота меняет цвет в ответ на любое движение. Ее уникальные качества могут позволить роботам имитировать хамелеонов и осьминогов, сообщается в пресс-релизе Калифорнийского университета в Риверсайде (США). В отличие от других материалов, которые пытаются имитировать природные изменения цвета, новый наноматериал может реагировать на любые движения, такие как изгиб или скручивание. Покрытые им роботы могут проникать в места, которые могут быть опасными или недоступными для человека, и передавать информацию об этом месте исходя из цвета, какой он примет при движении. Например, замаскированный робот может проникнуть в труднодоступные подводные щели. Если робот меняет цвет, биологи могут узнать о давлении, с которым сталкиваются животные, которые живут в этих условиях. Наноматериалы - это материалы, которые были уменьшены до чрезвычайно малого масштаба - десятков нанометров в ширину и длину. Размером они сравнимы с вирусом. Когда такие материалы, как серебро или золото, становятся меньше, их цвет меняется в зависимости от их размера, формы и направления, в котором они стоят. Золотые наностержни, направленные в одном направлении, могут показаться, например, красными. А если повернуть их на 45 градусов - зелеными. Как только наностержни "высушены" в тонкую пленку, их положение фиксируется на месте, и они больше не реагируют на магниты. Но если пленка гибкая, мы можем согнуть и повернуть ее - и при изменении ориентации все равно увидим разные цвета. Природные структуры, такие как крылья бабочки, блестящие и красочные под определенными углами, также могут менять цвет при просмотре под другими углами. Однако эти биологические материалы основаны на точно упорядоченных микроструктурах, которые сложно и дорого наносить на поверхность большой площади. Новой же пленкой можно покрыть поверхность объекта любого размера так же легко, как нанести аэрозольную краску на дом.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026