Cientistas cortam o limite superior da massa misteriosa do neutrino pela metade

Cientistas da Universidade de Washington e de outras instituições ao redor do mundo dizem que reduziram o limite superior para a massa do neutrino pela metade.

Graças às descobertas do experimento Karlsruhe Tritium Neutrino, ou KATRIN, os físicos agora sabem com um nível de confiança de 90% que o neutrino tem uma massa de repouso não superior a 1,1 elétron-volts, ou 1,1 eV.O limite superior anterior era de 2 eV.

Fixar a massa do neutrino poderia solidificar a compreensão dos cientistas sobre o Modelo Padrão, que descreve o mundo subatômico em detalhes. Também poderia abrir um caminho para o reino misterioso além do Modelo Padrão.

Neutrinos estão entre as partículas mais fantasmagóricas do zoológico subatômico. Bilhões deles passam por nossos corpos a cada segundo, mas são praticamente indetectáveis. Décadas atrás, os cientistas suspeitavam que os neutrinos poderiam ser partículas sem massa, como fótons de luz. Mas na virada do milênio, experimentos vencedores do Nobel no Japão e no Canadá mostraram que eles tinham que ter pelo menos um punhado de massa.O limite inferior atual é de 0,02 eV.

KATRIN, que ostenta uma embarcação espectrométrica comparada na aparência a um dirigível de 30 pés de largura, chega à sua estimativa de massa medindo a energia dos pares elétron-neutrinosemitida pelo trítio radioativo.

Na maioria dos pares, as duas partículas compartilham 18.560 eV de energia igualmente. Mas, em casos raros, o elétron consome quase toda a energia. Graças à equação de Albert Einstein sobre equivalência massa-energia, E = mc2, esses elétrons de alta energia podem ajudar os físicos de KATRIN a descobrir quanta "massa faltante" resta para o neutrino.

“Conhecer a massa do neutrino permitirá que os cientistas respondam perguntas fundamentais em cosmologia, astrofísica e física de partículas, como a evolução do universo ou o que a física existe além do modelo padrão ”, afirmou Hamish Robertson, cientista do KATRIN e professor emérito de física da Universidade de Washington, em comunicado à imprensa.

Por exemplo, os dados do KATRIN podem fornecer evidências da existência de neutrinos estéreis, que estão entre as soluções teóricas para o mistério da matéria escura.

O KATRIN está localizado no Instituto de Tecnologia Karlsruhe, na Alemanha, e envolvepesquisadores de 20 instituições em todo o mundo.

“KATRIN não é apenas um farol brilhante de pesquisa fundamental e um instrumento de alta tecnologia extremamente confiável, mas também um motor de cooperação internacional. isso fornece treinamento de primeira classe para jovens pesquisadores ”, disseram em uma declaração os co-porta-vozes Guido Drexlin, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe e Christian Weinheimer, da Universidade de Münster.

Cientistas e engenheiros da UW construíram o espectrômetrodetector de elétrons e ajudou a criar um conjunto de software analítico. Outras instituições americanas que contribuíram para o esforço incluem a Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, a Case Western Reserve University e a Universidade Carnegie Mellon.

Escritório do Departamento de Energia dos EUAda Física Nuclear financiou a participação dos EUA no experimento KATRIN desde 2007.

Via: Geek Wire