O experimento KATRIN encarregado de pesar neutrinos anunciou uma estimativa mais precisa do limite superior de seu massa - neutrinos pesam no máximo 0.8 eV, ou seja, os neutrinos são mais leves que 0.8 eV (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
Neutrinos (literalmente, os pequenos neutros) são as partículas elementares mais abundantes no universo. Eles são quase onipresentes, em galáxia, ao sol, em todos os espaço em volta de nós. Trilhões de neutrinos passam pelo nosso corpo a cada segundo sem interagir com nenhuma outra partícula.
Eles foram formados pela primeira vez 10-4 segundos após o big bang, há cerca de 13.8 bilhões de anos, e desempenhou um papel importante na evolução da universo. Eles são continuamente formados em grandes quantidades nas reações de fusão nuclear nas estrelas, inclusive no Sol, nos reatores nucleares da Terra e nos decaimentos radioativos. Eles também são importantes no processo de supernova no ciclo de vida de uma estrela e fornecem sinais precoces de explosões de supernovas. No nível subatômico, neutrinos fornecer uma ferramenta para estudar a estrutura de nucleons. Neutrinos também poderia ajudar a explicar a assimetria matéria-antimatéria.
Apesar de toda essa importância, muito ainda é desconhecido sobre neutrinos. Não sabemos como eles interagem com outras partículas. Da mesma forma, desde a descoberta das oscilações dos neutrinos, sabe-se que os neutrinos têm valores diferentes de zero. massa. Sabemos que os neutrinos têm muito pequenos massa e são as mais leves de todas as partículas elementares, mas sua massa exata ainda permanece indeterminada. Para uma melhor compreensão do universo, é crucial que a massa dos neutrinos seja medida com precisão.
O KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment (KATRIN) no Karlsruhe Institute of Technology (KIT), o empreendimento colaborativo de seis países é dedicado à medição de massa de neutrino com precisão sub-eV.
Em 2019, o experimento KATRIN anunciou que os neutrinos pesam no máximo 1.1 eV, o que representa uma melhoria de duas vezes em relação às medições anteriores de limite superior de 2 eV
1 eV ou elétron-volt é a energia ganha por um elétron quando o potencial elétrico no elétron aumenta em um volt e é igual a 1.602 × 10-19 joule. No nível subatômico, é conveniente expressar a massa em termos de energia seguindo a simetria massa-energia como E = mc2 ; 1 eV = 1.782 x 10-36 kg.
Em 14 de fevereiro de 2022, a Colaboração KATRIN anunciou a medição da massa de neutrinos com uma precisão sem precedentes, revelando que os neutrinos são mais leves que 0.8 eV, quebrando assim a barreira de 1 eV na física de neutrinos.
A equipe de pesquisa pretende continuar com as medições adicionais da massa de neutrinos até o final de 2024. A partir de 2025, com a ajuda do novo sistema detector TRISTAN, o experimento KATRIN iniciará uma busca por neutrinos estéreis. Com massas na faixa de KeV, neutrinos estéreis seriam candidatos à misteriosa matéria escura.
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Fontes:
- Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment (KATRIN). Disponível em https://www.katrin.kit.edu/
- Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT). Comunicado de imprensa 012/2022 – Neutrinos são mais leves que 0.8 elétron-volts. Publicado em 14 de fevereiro de 2022. Disponível em https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- A Colaboração KATRIN. Medição direta de massa de neutrinos com sensibilidade sub-electronvolt. Nat. Física 18, 160-166 (2022). Publicado: 14 de fevereiro de 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
