Международная рабочая группа ученых, в которую вошли физики из России и Германии, сумела впервые максимально точно измерить энергию, которая выделяется при распаде атомов гольмия-163. Открытие позволит ученым проверить результаты пока самых точных замеров массы электронного нейтрино при наблюдениях за тем, как ядра гольмия-163 поглощают электроны и испускают эти частицы. Ранее замеры проводились на установке KATRIN - высокочувствительном детекторе, позволяющем наблюдать за распадами ядер трития, тяжелого изотопа водорода.
В исследовании, опубликованном в научном журнале Nature Physics говорится, что новая методика замеров массы нейтрино способна искать нейтрино со сверхмалой массой. Существование таких частиц было доказано во время опытов на установке KATRIN. Помехой для ученых являлось отсутствие возможности провести достаточно точные замеры энергии, выделяемой при поглощении электрона гольмием-163 и его превращении в диспрозий-163.
Чтобы устранить «научный пробел», российские физики совместно с коллегами из Германии создали специальный инструмент, состоящий из пяти специализированных ловушек для ионов на базе сверхпроводников. Прибор получил название PENTATRAP. С его помощью исследователи смогли изучить силу взаимодействия электронов с ионами гольмия-163 и диспрозия-163 и определить количество энергии, выделяемой в процессе рождения нейтрино. Таким образом ученые смогут использовать атомы гольмия-163 для замеров массы нейтрино с точностью в 50 раз выше, чем было до этого, даже если его масса не превышает 0,6 электронвольта. Таких данных будет вполне достаточно для дальнейшего сужения диапазона допустимых масс этих сверхлегких частиц и проверки результатов эксперимента KATRIN.
Открытие было совершено под руководством профессора Института ядерной физики в Гейдельберге (Германия) Клауса Блаума в рамках подготовки эксперимента по проведению сверхточных замеров массы электронных нейтрино, возникающих в процессе спонтанного распада атомов гольмия-163 при поглощении одного из электронов их ядром.
Уже много лет российские и немецкие ученые-физики пытаются определить массу нейтрино в рамках проекта KATRIN по тому, какой энергией обладают «осколки» трития, ядро гелия-3 и электрона, которые улавливаются при помощи специальных магнитных ловушек установки. Пока что ученым не удалось определить точную массу нейтрино, однако получилось сузить диапазон возможных масс и снизить верхнюю планку до 0,8 электронвольт.
Источник: ТАСС
распечатать статью