Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Hesablamalar göstərir ki, qrafen beta parçalanmasından sonra helium-3-ün geri çəkilməsini dayandırmalı və bu da çıxan elektrondan istifadə edərək neytrino kütləsini çıxarmağa imkan verməlidir. Müəllif: Andrea Casale və başqaları.

Neytrinolar kainatdakı ən çox yayılmış hissəciklərdən biri olsa da, onlar hələ də ən az başa düşülən hissəciklər arasındadır. Ən böyük tapmacalardan biri onların kütləsidir: təcrübələr göstərsə də, neytrinoların müəyyən bir kütləyə sahib olmalı olduğunu göstərir, lakin dəqiq nə qədər kütlə olduğunu müəyyən etmək olduqca çətin olub.

İndi isə Pizadakı Nanoelm İnstitutundan Valentina Tozzininin rəhbərlik etdiyi fiziklər qrupu Physical Review C jurnalında yeni nəzəri hesablamalar dərc edib və bu hesablamalar tritiumla zənginləşdirilmiş qrafenin gələcək təcrübələrə misli görünməmiş dəqiqliklə neytrino kütlələrini ölçməkdə həlledici üstünlük verə biləcəyini irəli sürüb.

Neytrino salınımının sirri

Neytrinolar üç növ və ya “ətirlər” (elektron, muon və tau) şəklində olur, lakin heç bir növ kimi daimi olaraq qalmırlar. Kosmosda səyahət etdikcə hissəciklər kortəbii olaraq üç növ arasında yerini dəyişir: fiziklərin ” neytrino salınımı ” adlandırdıqları bu qəribə fenomen.

Bu təsir xüsusilə sirlidir, çünki bu, yalnız fərqli dadların kütlələri bir qədər fərqli olduqda baş verə bilər. Bu o deməkdir ki, neytrinlər tamamilə kütləsiz ola bilməzlər – lakin rəqslər yalnız mütləq dəyərlərindən daha çox kütlələr arasındakı fərqləri aşkar etdiyindən, hər bir dadın faktiki kütləsi naməlum olaraq qalır.

İndiyə qədər aparılan təcrübələr kütlənin 0,45 elektronvoltdan (elektrondan təxminən milyon dəfə yüngül) aşağı olduğunu göstərib, lakin hələlik onu birbaşa ölçməyib.

Çürüyən tritiumdan kömək

Birbaşa ölçmənin ən perspektivli yollarından biri tritiumun radioaktiv beta parçalanmasından istifadə etməkdir : iki neytron və bir proton ehtiva edən nadir bir hidrogen izotopu. Bu atom parçalandıqda, mövcud enerjini onlar arasında bölüşdürərək bir elektron və bir antineutrino buraxır. Neytrino həmin enerjinin kiçik bir hissəsini apardığı üçün daha ağır bir neytrino yayılan elektronun enerjisində incə fərqli bir iz buraxır.

Fiziklər milyonlarla bu elektronu böyük dəqiqliklə ölçməklə neytrino kütləsini tərs istiqamətdə çıxara bilərlər. Çətinlik ondadır ki, bu iz yalnız son dərəcə dar bir elektron enerji diapazonunda görünür və həm intensiv tritium mənbəyi, həm də olduqca yüksək enerji qətnaməsi tələb edir.

Geriyə dönən heliumun tutulması

Tozzininin komandası öz tədqiqatlarında kvant mexanikasının fundamental prinsiplərindən modellərini qurmaq üçün ilk prinsip hesablamalarından istifadə etdilər. Bu nəzəri yanaşma ilə onlar tritium atomlarının atom qalınlığında qrafen təbəqəsinə bağlandıqda beta parçalanmasına məruz qaldıqda nə baş verdiyini öyrənə bildilər.

Onların əsas tapıntısı odur ki, qrafenin ağır atom qəfəsi parçalanmada əmələ gələn helium-3 nüvəsinin geri çəkilməsini boğur və parçalanma enerjisinin daha çox hissəsini çıxan elektronda ölçülmək üçün əlçatan saxlayır. Bu, nüvələrin bərk cismə kilidləndiyi qamma-şüa spektroskopiyasında məlum bir təsiri əks etdirir, burada nüvələr olduqca kəskin spektral xüsusiyyətlərə malik şüalanma yayır.

PTOLEMY üçün vaxtında

Bu nəticələr, İtaliyanın Gran Sasso Milli Laboratoriyasında PTOLEMY təcrübəsinin başlamasından qısa müddət əvvəl ortaya çıxdı. Təcrübə məhz bu cür tritiasiya olunmuş qrafendən istifadə etmək üçün hazırlanmışdır və komandanın proqnozlaşdırdığı xüsusiyyətləri həll etmək üçün lazım olan enerji dəqiqliyinə nail olacağı proqnozlaşdırılır.

Əgər komandanın nəzəri proqnozları doğrulursa, PTOLEMY və oxşar yeni nəsil təcrübələri nəhayət ki, hər üç neytrino dadının mütləq kütlələrini ölçə bilər və nəticədə kainatın ən bol kütlə daşıyan hissəcikləri haqqında anlayışımızdakı ən uzun müddət davam edən boşluqlardan birini bağlaya bilər.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Andrea Casale və digərləri, Tritiasiya olunmuş qrafenin β-çürümə spektri: Nüvə kvant mexanikasının sıxlıq funksional nəzəriyyəsi ilə birləşdirilməsi, Physical Review C (2026). DOI: 10.1103/gr8x-lf9f

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal C 

Əsas anlayışlar

Nüvə quruluşu və parçalanmalarıLeptonlarAtom texnikalarıElektron texnikalarıNüvə fizikası