Всяка секунда минава през тялото ни: физиците разкриха една от тайните на призрачната частица

Физиците отдавна се опитват да разберат масата на неуловимите неутрино, известни също като призрачни частици. Те могат да разкрият някои от най-големите мистерии на Вселената. Сега учените са открили нова граница за това колко могат да тежат неутрино, намалявайки предишното значение наполовина.

Изследването е публикувано в списание Science, пише ScienceAlert.

Неутрино – какво е това?

Физиците знаят за съществуването на неутрино от почти 100 години и учените се опитват да определят масата на тази неуловима призрачна частица в продължение на много години. Неутриното са най-често срещаните частици във Вселената и тяхната маса влияе върху структурите, които изграждат космоса.

Смята се, че неутриното е съществувало от 13,8 милиарда години, т.е. от Големия взрив, дал началото на нашата Вселена. Физиците изчисляват, че има около милиард неутрино на атом в космоса, които летят през Вселената с невероятни скорости и могат да преминат през почти всеки обект.

Неутриното имат много малка маса, смятат физиците, въпреки че точната ѝ стойност все още не е определена. В същото време призрачните частици нямат електрически заряд и много рядко взаимодействат с материята. Учените смятат, че няколко трилиона неутрино преминават през човешкото тяло всяка секунда, но ние дори не го забелязваме.

Масата на неутрино – какво са открили физиците?

Неутриното са изключително трудни за изследване, но не и невъзможни. Вече 6 години учени от различни страни се опитват да разкрият тайните на неутриното и по-специално каква маса има тази частица, с помощта на специална инсталация, наречена KATRIN, разположена в Технологичния институт Карлсруе, Германия. Инсталацията се състои от огромен спектрометър, който измерва масата на неутриното чрез изучаване на електроните, които се освобождават от разпада на тритий — радиоактивен изотоп на водорода. Когато тритият се разпада, се освобождават както електрони, така и неутрино.

Електрон и неутрино споделят енергията, създадена от разпадането на трития. Така че физиците измерват енергията на електрона, за да получат информация относно неутриното. Но това изисква много електрони. Новият експеримент изисква 36 милиона електрона — 10 пъти повече, отколкото физиците са използвали преди това, за да определят горната граница на масата на неутриното.

По време на новия експеримент физиците са открили, че масата на неутрино не може да надвишава 0,45 електронволта. Това е по-малко от една милиардна от масата на протон, тоест частица, която се намира в ядрото на всеки атом заедно с неутрона. Новата горна граница на масата на неутрино е половината от тази, открита от физиците, използващи оборудването KATRIN преди три години.

Сега учените имат за цел да измерят енергията на 250 милиона електрона до края на годината, което допълнително ще прецизира горната граница на масата на неутрино. Учените смятат, че едно неутрино може да тежи по-малко от 0,3 електронволта.

Тъмна енергия и тъмна материя

Физиците вярват, че точното определяне на масата на призрачната частица ще помогне да се разкрият някои от най-големите мистерии на Вселената. Например неутриното може да обясни естеството на тъмната енергия — мистериозната сила, движеща ускоряващото се разширяване на космоса.

Смята се, че 95% от материята и енергията във Вселената са тъмна енергия и тъмна материя. Физиците сега искат да създадат нова установка за търсене на стерилни неутрино. Тези хипотетични частици не взаимодействат с материята, но имат много по-голяма маса от обикновените неутрино. Физиците смятат, че тези тежки неутрино всъщност може да са тъмна материя.