النيوتريونات ثورة في الفيزياء: كاترين يحقق سجلًا جديدًا!

النيوتريونات ثورة في الفيزياء: كاترين يحقق سجلًا جديدًا!

Münster, Deutschland - اليوم ، في 11 أبريل 2025 ، هناك أخبار كبيرة من عالم فيزياء الجسيمات. قامت "Karlsruhe Tritium Neutrino Experience" (Katrin) في معهد Karlsruhe للتكنولوجيا (KIT) بإنشاء سجل عالمي جديد فيما يتعلق بالنيوترينوماس. تم نشر معلومات Denne في مجلة "Science" المتخصصة. حددت كاترين الحد الأعلى للنيوترينوماس على 0.45 إلكترون فولت (EV) ، والذي يتوافق مع 8 × 10 -37 كيلوغرام. تعد هذه القياسات الدقيقة حاسمة لفهم القوانين الأساسية للكون بشكل أفضل ، وهذا هو السبب في أن النيوتريونات المحايدة كهربائيًا وتظهر في ثلاثة أنواع مختلفة تلعب دورًا مركزيًا.

Christian Weinheimer من جامعة مونستر ، أحد الرؤوس الرائدة وراء التجربة ، يؤكد أن الحد الأعلى الجديد قد انخفض إلى النصف تقريبًا النتائج السابقة لعام 2022. تم إحراز هذا التقدم من خلال أساليب جمع البيانات المحسنة وتقليل عدم اليقين المنهجي. بينما يتم تحليل تسوس بيتا التريتيوم ، يمكن رسم فحص توزيع الطاقة للإلكترونات المنبعثة والنيوتريونات إلى النيوترينوم. في الحملات الخمسة الأولى للقياس التي تم تنفيذها بين عامي 2019 و 2021 ، حللت التجربة طاقة حوالي 36 مليون إلكترون على مدى 259 يومًا.

التقدم في العدل الخلوي

لم يظهر كاترين فقط في تحديد كتلة الورم النيوترني ، ولكن أيضًا زاد من حساسية القياسات بشكل كبير. استخدم الفريق أساليب التحليل الحديثة ، بما في ذلك الذكاء الاصطناعي ، لمعالجة البيانات وصقل سباقات النيوترينو. يتم أيضًا تعظيم كفاءة القياسات من خلال نهج جديد في تسوس بيتا للتريتيوم. في هذه العملية ، يتحول النيوترون إلى بروتون ، بينما يتم تنبعث إلكترون ونيوترينو النيوترو الإلكترون. من خلال تحليل توزيع الطاقة بين هذه الجسيمات ، يتم الحصول على معلومات دقيقة حول النيوترينوماس ، والتي تظل ذات أهمية كبيرة للبحث الأساسي ، لأنها لا تؤثر فقط على علم الكونيات ، ولكن أيضًا يشكك في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات.

حقق تعاون كاترين تقدمًا كبيرًا من خلال فحص تذبذب النيوترينو. يوضح هذا التذبذب أن النيوتريونات لديها بالفعل كتلة ، والتي تم اعتبارها في البداية مستبعدة في النموذج القياسي. تؤكد فيزياء الجسيمات الجديدة على أن النيوتريونات "أخف على الأقل مليون مرة من الإلكترونات". هذا له آثار بعيدة عن فهمنا للمادة والقوى الأساسية للكون.

انظر إلى المستقبل

ستستمر القياسات المستمرة للنيوترينوماس بحلول نهاية عام 2025 ، بهدف تحسين نتائج كاترين والحصول على صورة أكثر شمولاً لعالم النيوترينو. بعد الانتهاء من هذه المراحل ، يتم تثبيت أنظمة الكاشف الجديدة للبحث عن النيوتريونات المعقمة التي تسمى ، والتي هي موضوع مناقشات مكثفة في المجتمع العلمي. بالإضافة إلى ذلك ، تخطط كاترين لبرنامج بحث وتطوير يسمى Katrin ++ ، والذي يهدف إلى مزيد من تطوير مفاهيم للتجارب المستقبلية للنيوترينوماس.

يشارك العلماء من أكثر من 20 مؤسسة من 7 دول في هذا المشروع الرائد ، وبالتالي يُظهرون الجهد العالمي في البحث عن هذه الجسيمات الأساسية. وبالتالي ، تمثل نتائج تعاون كاترين خطوة مهمة إلى الأمام في فيزياء الجسيمات وفي الوقت نفسه تثير أسئلة جديدة تحتاج إلى مزيد من الاستكشاف في المستقبل.

uni-muenster.de Reports ، kit.edu تكمل المعلومات