画期的な新技術がついにとらえどころのないニュートリノを測定できる：ScienceAlert

ニュートリノ これらは宇宙の形成に重要な役割を果たす豊富な素粒子です。 当初、これらの検出が難しい粒子は質量がないと考えられていましたが、最新の理論によれば、何らかの重さがあるに違いありません。

この測定値が正確に何であるかは、まだ実験的に決定されていません。 科学者の国際チームが、この小さな謎を解決する新しい方法を考え出しました。

ニュートリノの質量を知ることは、特に初期宇宙がどのように始まったのかを解明するのに役立つなど、科学にとって大きな瞬間となるでしょう。しかし、これらの粒子は現在の機器や検出器ではうまく機能しません。

新しい研究で提案されているように、その答えは追跡にある可能性があります。 ベータ崩壊、特に、と呼ばれる稀な放射性形態の水素です。 トリチウム。 この自然な放射性崩壊プロセスを観察することができ、関与するニュートリノの重さが明らかになる可能性があります。

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「原理的には、技術が発展して規模が拡大するにつれて、ニュートリノの質量を決定するのに必要な規模に到達する現実的なチャンスが得られます。」 彼は言う。 パシフィック・ノースウェスト国立研究所の物理学者ブレント・ヴァンデベンダー氏はこう語る。

いつ トリチウム それらが崩壊すると、ヘリウムイオン、電子、ニュートリノという 3 つの素粒子が形成されます。 科学者は、総質量と他の粒子の質量を知ることで、欠けている質量がニュートリノの質量であることを期待しています。

このアプローチは、サイクロトロン放射分光法 (CRES) として知られるものに依存しています。 マイクロ波放射 電子が磁場中を移動するときに逃げる電子の影響を調べ、関連するニュートリノの影響を推測します。

「ニュートリノは信じられないほど軽いです。」 彼は言う。 イェール大学の物理学者タリア・ワイス氏。 「電子の50万倍以上軽いので、ニュートリノと電子が同時に生成された場合、ニュートリノの質量は電子の運動にほとんど影響しません。」

「私たちはこの小さな効果を確認したいのです。したがって、電子がどのくらいの速度で移動しているかを測定する非常に正確な方法が必要です。」

クリスは 以前にも使用されました 同様の実験では、最新の研究が初めてトリチウムのベータ崩壊を分析し、ニュートリノ質量の上限を決定した。 さらに、CRES は、この種の他のテクノロジーよりも拡張し、進化する可能性を秘めていますが、克服すべき大きな技術的ハードルはまだあります。

研究者らが指摘しているように、ニュートリノの質量は、核物理学、素粒子物理学、天体物理学、宇宙論を含むあらゆるレベルの物理学にとって極めて重要です。 おそらく、この粒子の重さを量ったとしても、まったく新しい物理学の分野に対処する必要があるでしょう。

「誰もこんなことしないよ」 彼は言う。 ワシントン大学の物理学者エリーゼ・ノビツキー氏。 「私たちは既存のテクノロジーを採用して、それを少しだけ調整しようとしているわけではありません。私たちはある意味、西部開拓時代に住んでいるようなものです。」

この研究は、 物理的なレビューレター。