دانشمندان درصدد اندازه‌گیری وزن ذرات بنیادی و مرموز جهان هستند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از مجلۀ نیچر؛ فیزیکدانان تلاش خود برای وزن کردن نوترینوها، ذرات بنیادی و مرموز جهان، را افزایش داده‌اند و درصدد هستند به کمک آشکارساز کارلسروهه تریتیوم نوترینو (Karlsruhe Tritium Neutrino: KATRIN) در آلمان به این هدف دست پیدا کنند.

با این حال، گروه‌های تحقیقاتی مختلف در سراسر جهان در حال توسعۀ رویکردهای بدیلی هستند. اخیر در یک کارگاه در جنوای ایتالیا، محققان پیشرفت‌های خود در آزمایش‌های کوچک‌‌مقیاس را به اشتراک گذاشتند و در مورد طرح‌هایی برای افزایش مقیاس دستگاه‌های خود برای رقابت یا حتی پیشی‌گرفتن از قابلیت‌های آشکارساز کاترین بحث کردند.

وزن نوترینوها به دلیل جرم ریزشان که حداکثر 0.12 الکترون ولت تخمین زده می‌شود، چالش‌برانگیز است و مانع مهمی برای آشکارساز کاترین به حساب می‌آید.

فیزیکدانان قصد دارند با استفاده از فروپاشی ایزوتوپ‌های رادیواکتیو مانند تریتیوم و هولمیوم-163، جرم نوترینو را با اندازه‌گیری انرژی آزاد شده در طی فرآیندهای واپاشی محاسبه کنند.

آزمایش کاترین حد بالای 0.8 الکترون‌ولت را برای جرم نوترینو با حد حساسیت 0.2 الکترون‌ولت تعیین کرده است. این محدوده ممکن است تودۀ واقعی نوترینو را در بر نگیرد، که این امر محققان را به کشف روش‌های جایگزین، مانند جذب الکترون با هولمیوم 163، سوق می‌دهد. این رویکرد که ابتدا در دهه 1980 پیشنهاد شد و در اواخر دهه 1990 احیا شد، در اندازه‌گیری جرم نوترینو با دقت بالا رویکرد امیدوارکننده به نظر می‌رسد.

یکی دیگر از تکنیک‌های ابتکاری که در این کارگاه مورد بحث قرار گرفت، پروژه 8 (Project 8) است. در این پروژه محققان دانشگاه ام‌آی‌تی از گاز تریتیوم با چگالی کم در یک بطری مغناطیسی برای به دام انداختن الکترون‌ها و اندازه‌گیری دقیق انرژی آنها استفاده می‌کنند. تغییر به تریتیوم اتمی می‌تواند دقت را افزایش دهد و بر محدودیت‌های آزمایش‌های قبلی غلبه کند.

به طور کلی، تلاش برای وزن کردن نوترینوها همچنان ادامه دارد و پیشرفت‌هایی نیز در این زمینه به دست آمده است. محققان در سراسر جهان در حال بررسی روش‌های مختلف برای کشف اسرار پیرامون این ذرات رازآلود هستند.