న్యూట్రినోల ద్రవ్యరాశి 0.8 eV కంటే తక్కువ

న్యూట్రినోలను తూకం వేయడానికి తప్పనిసరి కాట్రిన్ ప్రయోగం దాని గరిష్ట పరిమితి యొక్క మరింత ఖచ్చితమైన అంచనాను ప్రకటించింది. మాస్ - న్యూట్రినోలు గరిష్టంగా 0.8 eV బరువు ఉంటుంది, అనగా, న్యూట్రినోలు 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg) కంటే తేలికగా ఉంటాయి.

న్యూట్రినోలు (వాచ్యంగా, చిన్న తటస్థమైనవి) అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న ప్రాథమిక కణాలు విశ్వం. వారు దాదాపు సర్వవ్యాప్తి, లో గెలాక్సీ, సూర్యునిలో, అన్నింటిలో స్పేస్ మన చుట్టూ. ప్రతి సెకనుకు ట్రిలియన్ల కొద్దీ న్యూట్రినోలు మరే ఇతర కణాలతో సంకర్షణ చెందకుండానే మన శరీరం గుండా వెళతాయి.  

అవి మొదట 10 ఏర్పడ్డాయి^-4 13.8 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత సెకన్లు మరియు పరిణామంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించింది విశ్వం. సూర్యునితో సహా నక్షత్రాలలో, భూమిపై ఉన్న అణు రియాక్టర్లలో మరియు రేడియోధార్మిక క్షయాలలో అణు సంలీన ప్రతిచర్యలలో అవి నిరంతరం భారీ మొత్తంలో ఏర్పడతాయి. నక్షత్రం యొక్క జీవిత చక్రంలో సూపర్నోవా ప్రక్రియలో కూడా ఇవి ముఖ్యమైనవి మరియు సూపర్నోవా పేలుళ్ల ప్రారంభ సంకేతాలను అందిస్తాయి. సబ్‌టామిక్ స్థాయిలో, న్యూట్రినోలు న్యూక్లియోన్ల నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఒక సాధనాన్ని అందించండి. న్యూట్రినోలు పదార్థం-వ్యతిరేక అసమానతను వివరించడంలో కూడా సహాయపడుతుంది.  

ఈ ప్రాముఖ్యత ఉన్నప్పటికీ, ఇంకా చాలా తెలియదు న్యూట్రినోలు. అవి ఇతర కణాలతో ఎలా సంకర్షణ చెందుతాయో మనకు తెలియదు. అదేవిధంగా, న్యూట్రినో డోలనాలను కనుగొన్నప్పటి నుండి, న్యూట్రినోలు నాన్-జీరో కలిగి ఉన్నాయని తెలిసింది. మాస్. న్యూట్రినోలు చాలా చిన్నవిగా ఉంటాయని మనకు తెలుసు మాస్ మరియు అన్ని ప్రాథమిక కణాలలో తేలికైనవి కానీ వాటి ఖచ్చితమైన ద్రవ్యరాశి ఇప్పటికీ నిర్ణయించబడలేదు. యొక్క మంచి అవగాహన కోసం విశ్వం, న్యూట్రినోల ద్రవ్యరాశిని ఖచ్చితంగా కొలవడం చాలా ముఖ్యం.  

Karlsruhe TRITium న్యూట్రినో ప్రయోగం (KATRIN) Karlsruhe Institute of Technology (KIT), ఆరు దేశాల సహకార సంస్థ, ఉప-eV ఖచ్చితత్వంతో న్యూట్రినో ద్రవ్యరాశిని కొలవడానికి అంకితం చేయబడింది.  

2019లో, KATRIN ప్రయోగం న్యూట్రినోలు గరిష్టంగా 1.1 eV బరువును కలిగి ఉన్నాయని ప్రకటించింది, ఇది మునుపటి ఎగువ-బౌండ్ కొలతలు 2 eV కంటే రెండు రెట్లు మెరుగుపడింది.  

1 eV లేదా ఎలక్ట్రాన్ వోల్ట్ అనేది ఎలక్ట్రాన్ వద్ద ఎలక్ట్రికల్ పొటెన్షియల్ ఒక వోల్ట్ పెరిగి 1.602 × 10కి సమానంగా ఉన్నప్పుడు ఎలక్ట్రాన్ ద్వారా పొందే శక్తి.^-19 జూల్. సబ్‌టామిక్ స్థాయిలో, E=mc ప్రకారం ద్రవ్యరాశి-శక్తి సమరూపతను అనుసరించి శక్తి పరంగా ద్రవ్యరాశిని వ్యక్తీకరించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది.² ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.  

14 ఫిబ్రవరి 2022న, KATRIN సహకారం న్యూట్రినోల ద్రవ్యరాశిని అపూర్వమైన ఖచ్చితత్వంతో కొలిచినట్లు ప్రకటించింది, న్యూట్రినోలు 0.8 eV కంటే తేలికగా ఉంటాయి, తద్వారా న్యూట్రినో భౌతికశాస్త్రంలో 1 eV అవరోధాన్ని బద్దలు కొట్టింది.  

పరిశోధన బృందం 2024 చివరి వరకు న్యూట్రినో ద్రవ్యరాశి యొక్క తదుపరి కొలతలను కొనసాగించాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. 2025 నుండి, కొత్త TRISTAN డిటెక్టర్ సిస్టమ్ సహాయంతో, KATRIN ప్రయోగం స్టెరైల్ న్యూట్రినోల కోసం అన్వేషణను ప్రారంభించనుంది. కెవి పరిధిలో ద్రవ్యరాశితో, స్టెరైల్ న్యూట్రినోలు రహస్యమైన డార్క్ మ్యాటర్‌కు అభ్యర్థులుగా ఉంటాయి.  

*** 

మూలాలు:  

1. Karlsruhe Tritium న్యూట్రినో ప్రయోగం (KATRIN). వద్ద అందుబాటులో ఉంది https://www.katrin.kit.edu/  

2. Karlsruhe ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (KIT). ప్రెస్ రిలీజ్ 012/2022 - న్యూట్రినోలు 0.8 ఎలక్ట్రాన్ వోల్ట్‌ల కంటే తేలికైనవి. 14 ఫిబ్రవరి 2022న పోస్ట్ చేయబడింది. ఇక్కడ అందుబాటులో ఉంది https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php 

3. కాట్రిన్ సహకారం. సబ్-ఎలక్ట్రాన్‌వోల్ట్ సెన్సిటివిటీతో డైరెక్ట్ న్యూట్రినో-మాస్ కొలత. నాట్. భౌతిక. 18, 160–166 (2022). ప్రచురించబడింది: 14 ఫిబ్రవరి 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1