وضع الفيزيائيون حدًا جديدًا على حجم النيوترينو بعيد المنال – واحد من أصغر جزيئات الكون المعروفة – وهو الحد الذي يجعل الجسيمات دون الذرية الأخرى تبدو كبيرة مثل الثقوب السوداء بالمقارنة.
في نتيجة جديدة نُشرت هذا الأسبوع في العلوم ، وضع الباحثون حدًا أعلى جديدًا على كتلة جسيم Itsy-bitsy هذا: لا يزيد عن 0.45 فولت إلكترون (EV). بالنسبة للسياق ، فهذا أقل من مليون كتلة الإلكترون ، والتي تتسابق في 511000 فولت. لذلك ، نعم – neutrinos هي يبعث على السخرية خفيف الوزن.
تمر تريليونات النيوتريونات عبر جسمك كل ثانية ، لكنها صغيرة جدًا وتتفاعل بشكل ضعيف لدرجة أنك لا تشعر بأي شيء.
النيوتريونات هي الجزيئات الابتدائية الوحيدة المعروفة التي تظل كتلتها غير معروفة ، على الرغم من أن الأسئلة تظل حول مدى تعاون هذه الجسيمات الأولية مع النموذج القياسي. قد يؤدي تحديد كتلة Neutrino بدقة إلى تقديم رؤى عميقة لقوانين الكون. هل يحصل النيوترينيون على كتلتهم من Boson Higgs ، كما تفعل الجسيمات الأخرى؟ أم أن هناك آلية جديدة تمامًا في اللعب؟
أدخل تجربة Karlsruhe Tritium Neutrino ، أو كاترين ، غرفة فراغ بطول 75 قدمًا (طولها 23 مترًا). يراقب العلماء التحلل الإشعاعي للتريتيوم داخل غرفة الفراغ ؛ كما يتحلل التريتيوم ، فإنه يبصق الإلكترونات و antineutrinos. لا يمكن للباحثين قياس antineutrinos مباشرة (هم شبح من خلال المادة مثل لا شيء) ، لكن يمكنهم (والقيام) بدراسة طاقة الإلكترون المتبقية لجعل الاستدلالات حول كتلة الجسيمات المفقودة.
بعد تحليل 259 يومًا من البيانات ، تمكن فريق Katrin من خفض أفضل تقدير له لكتلة Neutrino (0.8 فولت) إلى النصف تقريبًا. لكنهم لم ينتهوا ؛ بحلول الوقت الذي يتم فيه تحطيم مجموعة البيانات الكاملة التي تبلغ مدتها 1000 يوم ، يأمل الفريق في دفع هذا الحد من الكتلة إلى 0.3 فولت ، وربما حتى 0.2 فولت.
لا يزال لدى النيوتريونات الكثير من الحيل حتى الأكمام دون الذرية. على حد تعبير الفيزيائي سوزان ميرتنز من معهد ماكس بلانك ، يمكن أن يكون قياس تعاون كاترين بمثابة فيزياء جديدة – وربما فهم أفضل لكيفية تطور الكون المبكر.
في فبراير / شباط ، اكتشف فريق مختلف أكثر النيوترينو حيوية (يُسمى أيضًا “جزيئات الأشباح” لطبيعتها الغامضة) في أعماق البحر الأبيض المتوسط ، مما يشير إلى أن الجسيمات قد تنبعث من التفاعلات بين المادة وخلفية الميكروويف الكونية – أقدم ضوء واضح في الكون.
إذا كانت كتلة النيوترينو أكثر من ذلك – يمكن أن يجد كاترين قيمته الفعلية. ولكن مع كون الجسيم صغيرًا للغاية ، قد يكون هناك حاجة إلى كاشف جديد ومحسّن – Katrin ++ – لقياس كتلته بدقة.
القليل من الأشياء في الحياة مؤكدة ، ولكن من بين الأشياء التي يمكن أن نتوقعها بشكل موثوق هي الوفاة والضرائب ، والنيوترينو أصغر من أي وقت مضى.