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

• Mimořádný seminář ÚJF připomněl 80. narozeniny prof. Jana Kučery
• Ústav jaderné fyziky spolupracuje s Armádou ČR
• V ÚJF proběhnou v březnu dva mimořádné semináře u příležitosti 80. narozenin našich kolegů
• Vladimír Wagner hovořil v Českém rozhlase o rizicích íránského jaderného programu
• ÚJF zkoumá možnosti mimořádně citlivých kvantových senzorů
• Ústav jaderné fyziky AV ČR zaznamenal důležitý milník v projektu AlphaStar
• Předseda Akademie věd Radomír Pánek navštívil Ústav jaderné fyziky AV ČR
• ÚJF pomáhá vylepšovat lithium-iontové baterie
• Změna adresy sídla Ústavu jaderné fyziky AV ČR
• Časopis Jaderná energie mapuje 70 let ÚJF