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

• Zatmění Slunce a jeho vliv na kosmické záření
• 3D skenování pomůže vybrat vejce pro let na ISS
• Unikátní metoda CRL ÚJF otevírá nové možnosti datování pravěkých skalních kreseb
• ÚJF spolupořádá dvě významné mezinárodní konference
• Vědci z ÚJF ověřovali nový neutronový detektor pro výzkum materiálů v ESS
• Experiment Laboratoře neutronové fyziky pomáhá odhalit, jak vodík ovlivňuje vlastnosti kovů
• Studentka Dalibora Skoupila z OTF uspěla na studentské konferenci
• ÚJF se představil na Veletrhu vědy a VědaFestu
• ÚJF se zapojil do Týdne vědy na Jaderce
• Dva experimenty ÚJF zamíří na ISS