Wetenschap – Wat wegen “spookdeeltjes”? Onderzoekers slagen in meten – Wikipedia

Karlsruhe (dpa) – Een internationaal onderzoeksteam heeft succes geboekt in de deeltjesfysica met behulp van een megatonbalans aan het Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

Wetenschappers wogen het lichtste bekende deeltje in het universum, het neutrino. De meeteenheid hiervoor is niet in grammen, maar in elektronvolt (eV). Door hun experimenten konden de experts 0,8 eV bepalen als de bovengrens van de massa van het neutrino, zoals ze rapporteren in het tijdschrift Nature Physics. Deze doorbrak de zogenaamde 1 volt barrière. Experts vieren dit als een groot succes.

Neutrino’s zijn elektrisch neutrale elementaire deeltjes en hebben mogelijk een belangrijke rol gespeeld bij de vorming van het heelal. Ze komen onder meer vrij bij kernfusie in de zon en spelen een rol bij het radioactief verval van atoomkernen en supernova-explosies in de ruimte. Bovendien zijn ze alomtegenwoordig, het zijn de meest voorkomende elementaire deeltjes in het universum: miljarden van hen stromen elke seconde door slechts één vinger. Omdat ze zelden interactie hebben met hun omgeving, merk je er niets van. Zelfs planeten zoals de aarde houden neutrino’s niet tegen.

Tot nu toe zijn er geen apparaten om neutrino’s te bestuderen

Dit maakt het moeilijk om ze te vangen. In 1930 veronderstelde de Oostenrijkse Nobelprijswinnaar Wolfgang Pauli voor het eerst het bestaan ​​van deeltjes. De achtergrond was dat tijdens het verval van atoomkernen de meetgegevens voor neutronen en elektronen niet pasten in het principe van behoud van energie in de natuurkunde – iets wat vaak ontbrak.

Neutrino’s werden pas meer dan twee decennia later ontdekt en werden zelfs lange tijd als massaloos beschouwd. Door onnauwkeurige meetapparatuur was het tot nu toe niet mogelijk om meer te zeggen over neutrino’s. Tot op zekere hoogte verzetten ze zich tegen wetenschappelijke waarneming en worden daarom ook wel “spookdeeltjes” genoemd.

Dat is waar het Karlsruhe tritium neutrino-experiment, of kortweg “Katherine” om de hoek komt kijken: in de 70 meter lange faciliteit wordt de energieverdeling gemeten terwijl het tritium in een vacuüm vervalt. Dit is een onstabiele isotoop van waterstof. Uit de waarden kan de massa van neutrino’s worden bepaald. Catherine ging live in 2019. In de loop van de tijd hebben onderzoekers de tools nauwkeuriger gemaakt. KIT heeft het over de meest nauwkeurige statistieken ter wereld. Bovendien moet elk effect op de neutrinomassa in detail worden onderzocht om overlappende effecten op de uitkomst uit te sluiten.

Massametingen neutrino’s moeten tegen 2025 worden herzien

“De deeltjesfysica-gemeenschap is verheugd dat Catherine de 1 volt-barrière heeft doorbroken”, citeerde KIT associate neutrino-expert John Wilkerson van de Universiteit van North Carolina in een verklaring. Er werd gezegd dat de neutrino-massametingen van het KIT tegen het einde van 2024 zullen worden herzien. Het nieuwe detectiesysteem moet vanaf 2025 helpen bij het zoeken naar zogenaamde steriele neutrino’s.

© dpa-infocom, dpa: 220214-99-116094 / 2