První fyzikální výsledek mezinárodního neutrinového experimentu KATRIN

Neutrina jsou důležitými elementárními částicemi, bez kterých by například nemohla ve Slunci probíhat termojaderná reakce – jedna z podmínek života na naší Zemi. Vědci již objevili řadu vlastností neutrin, ale přes mnohaleté úsilí dosud určili jejich hmotnost jen v hrubých mezích. O desetinásobné zvýšení citlivosti „neutrinových vah“ usiluje mezinárodní projekt KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino experiment), jehož spoluzakladateli jsou i vědci z Ústavu jaderné fyziky AV ČR v Řeži. Ti pro KATRIN vyvinuli přesné zdroje monoenergetických elektronů.

Unikátní experimentální zařízení KATRIN bylo vybudováno v Technologickém institutu Karlsruhe (KIT). Po důkladných zkouškách se na jaře 2019 uskutečnilo první několikatýdenní měření energetického spektra elektronů vznikajících při radioaktivním rozpadu tritia. Z analýzy tvaru tohoto spektra (obr. vlevo dole) vyplynulo, že hmotnost neutrina je menší než 1,1 eV. Půl milionu neutrin tak váží méně než jeden elektron ‒ druhá nejlehčí elementární částice. Tento první fyzikální výsledek KATRIN je téměř dvojnásobně lepší než dosavadní horní hranice. Tu předchůdci získali až po mnohaletých měřeních, vůči kterým má KATRIN stonásobně vyšší citlivost a pětinásobně vyšší energetické rozlišení. Od dalších měření KATRIN lze proto očekávat nové údaje o hmotnosti neutrina.

Celou tiskovou zprávu ÚJF AV ČR k této události, vycházející z tiskové zprávy kolaborace KATRIN, můžete najít zde.

Titulní obrázek: Hlavní části experimentálního komplexu KATRIN a jejich úloha při měření hmotnosti neutrina.

Obrázek vlevo:

Energetické spektrum elektronů z radioaktivního rozpadu tritia, měřené 521 hodin. Chybová úsečka každého z měřených bodů je pro názornost zobrazena s padesátinásobným zvětšením. Plná čára ukazuje předpovězený tvar spektra odpovídající nulové hmotnosti neutrina.

Přečtěte si také

• Dozimetr SPACEDOS prošel dalším důležitým testem před misí na ISS
• V ÚJF proběhla mezinárodní experimentální kampaň zaměřená na výzkum supertěžkých prvků
• Kadeti mise Zero-G navštívili Oddělení dozimetrie záření ÚJF
• Novým vedoucím Oddělení dozimetrie záření ÚJF se stal Ondřej Srba
• Jane Hvolbaek Nielsen byla jmenována novou generální ředitelkou European Spallation Source (ESS)
• Experiment KATRIN míří k finální fázi měření hmotnosti neutrina
• Martin Kákona komentoval misi Artemis II
• Jan Vaněk publikoval v NATURE
• Testování nové velkoplošné diody na urychlovači HIMAC
• Mimořádné semináře ÚJF připomněly 80. narozeniny prof. Jana Kučery, prof. Pavla Exnera a dr. Miloslava Znojila