Les physiciens ont réduit la masse maximale possible d’une « particule fantôme » insaisissable appelée un neutrino à au moins un milliontième le poids d’un électron. La révision fait un pas de plus vers une découverte qui pourrait modifier ou même bouleverser Modèle standard de physique des particules.
Notre univers est inondé de taches fantômes de matière. Chaque seconde, environ 100 milliards de neutrinos passent à travers chaque centimètre carré de votre corps. Ils sont produits à plusieurs endroits: le incendie nucléaire des étoiles, dans d’énormes explosions stellaires, par désintégration radioactive et en accélérateurs de particules et réacteurs nucléaires sur Terre.
Même s’ils sont la forme de matière la plus courante dans le cosmos, les interactions minimales des neutrinos avec d’autres types de matières les rendent notoirement difficiles à détecter, et ce sont les seules particules du modèle standard dont la masse précise reste non comptabilisée.
La recherche de cette masse pourrait avoir un impact significatif sur notre compréhension du cosmos. Malgré de nombreux conseils expérimentaux Au contraire, le modèle standard prédit que les neutrinos ne devraient pas avoir de masse du tout. Le trouver, par conséquent, pourrait percer un trou dans le modèle suffisamment large pour une nouvelle physique. Cela peut même expliquer Pourquoi nous existons en premier lieu.
Désormais, les nouvelles découvertes de l’expérience Karlsruhe Tritium Neutium (ou Katrin) en Allemagne ont progressé de cet objectif – fixant un plafond pour la masse de la particule fantôme à 0,45 électron volts, ce qui réduit la limite supérieure précédente de l’expérience de près de la moitié. Les chercheurs ont publié leurs résultats jeudi 10 avril dans la revue Science.
Les neutrinos sont disponibles en trois états de saveur différents appelés électrons, muon et neutrinos tau, sur la base des différentes particules avec lesquelles ils interagissent. On pense que ces états de saveurs sont des mélanges d’états de masse, et la preuve la plus forte que les neutrinos ont une masse est parce que, étrangement, ils peuvent spontanément basculer entre les saveurs à la volée – une découverte qui a gagné ses découvreurs le Prix Nobel en physique en 2015.
Pourtant, cette messe est disparue minuscule, et les physiciens n’ont pas vraiment de Explication solide pour pourquoi.
Pour rechercher une réponse, les physiciens derrière les nouvelles recherches se sont tournés vers les désintégrations radioactives de l’isotope d’hydrogène instable Tritium, qui se divise en un électron et un antinéutrino électronique – l’homologue antimatière de l’électron neutrino.
Les neutrinos, ou antinéutrinos d’ailleurs, ne peuvent pas être directement détectés, mais l’énergie que leur masse soustrait de la vitesse de l’électron qui l’accompagne peut. Les chercheurs de Katrin ont détecté 36 millions de ces électrons ahurissants alors que les particules arrivaient au détecteur à l’autre extrémité de l’expérience. Cela a permis aux chercheurs de déduire la masse maximale de l’antineutrino électronique.
Avec cet ensemble de limite supérieure, les physiciens continueront de collecter plus de données jusqu’à la fin de 2025 pour contraindre encore plus la masse des neutrinos.
Pendant ce temps, d’autres scientifiques recherchent la masse en utilisant des désintégres de tritium similairesen étudiant Autres désintégsres de particules appelées pions et kaonset même par Regarder dans l’espace sur les ondes de choc anciennes gravé dans le premier univers. Ce qu’ils trouvent pourrait amener notre image de l’univers dans une concentration plus nette ou la modifier pour toujours.
