Dlaczego to takie ważne? Choćby ze względu na fakt, iż mogłoby to utorować drogę do usprawnienia modelu standardowego, który niejako wyznacza zasady rządzące wszechświatem. Dotychczasowe ustalenia członków zespołu badawczego zostały zaprezentowane na łamach Nature Physics.
Czytaj też: Stworzyli największą mapę wszechświata. Odkryli w niej coś bardzo niepokojącego
Pierwsze przypuszczenia dotyczące istnienia neutrin pojawiły się już w latach 30. ubiegłego wieku, za sprawą Wolfganga Pauliego. Obecnie wiemy, że są to cząstki elementarne posiadające masę (wbrew wcześniejszym założeniom), ale wiele innych kwestii z nimi związanych pozostaje bardziej zagadkowych.
Fizycy chcieliby dokonać szczegółowych pomiarów ich mas, aby ocenić, czy obecne modele uznawane przez naukę na pewno są aktualne czy też konieczne będzie wprowadzenie w nich zmian. Oczywiście uzyskanie tych wyników nie jest łatwe – nie wystarczy umieścić neutrin na wadze i odczytać rezultat pomiaru.
Neutrina określa się mianem cząstek elementarnych. Posiadają one masę, choć jej dokładna wartość pozostaje wielką niewiadomą
Jak więc określa się masę neutrin? Zazwyczaj badacze skupiają się na interakcjach neutrin z innymi cząstkami bądź produktach ich rozpadu. To też nie jest łatwe w realizacji, ponieważ neutrina są pozbawione ładunku i niemal nie wykazują przyciągania grawitacyjnego. Z tego względu, nawet jeśli przez nasze ciała ciągle przechodzą miliardy neutrin, to i tak nie jesteśmy w stanie ich wyczuć.
Na przykład pomiary poświęcone neutrino elektronowemu zasugerowały wynik przekraczający 0,8 elektronowoltów, co w odniesieniu do 1 kilograma byłoby niczym masa czterech rodzynek w zestawieniu ze… Słońcem. Osobne podejście do pomiarów, odnoszące się do jądra atomowego izotopu holmu-163 polega na tym, że elektron jest absorbowany z najbardziej wewnętrznej powłoki, dzięki czemu proton przekształca się w neutron. Tak powstaje dysproz-163 i uwalniane jest neutrino.
Czytaj też: Nieznana cząstka subatomowa istnieje naprawdę. Naukowcy mają kluczowy dowód
Fizycy skupiają się wtedy na pomiarze energii wyemitowanej w czasie rozpadu i z tego miejsca oceniają, jaka była masa neutrina biorącego udział w całym procesie. Ostatnimi badaniami w tej sprawie zajął się zespół, na czele którego stanął Christoph Schweiger. On i jego współpracownicy wykorzystali coś, co określają mianem pułapek Penninga. Pięć takowych zostało ustawionych jedna na drugiej wewnątrz nadprzewodzącego magnesu umieszczonego w próżni i zanurzonego w ciekłym helu o temperaturze -269,1 stopni Celsjusza.
Ostatecznie uzyskali wartość około 50 razy dokładniejszą, niż w toku wcześniejszych pomiarów. Najnowszy rezultat to 2863,2 ± 0,6 eV c−2, podczas gdy poprzedni wyniósł 2,833 ± 34 eV c−2. To bardzo istotne osiągnięcie w eksperymentach poświęconych jak najdokładniejszemu określaniu masy neutrin. Sami zainteresowani podkreślają, że to dopiero jeden z elementów układanki, ale bez wątpienia są na dobrej drodze do sukcesu.
