न्यूट्रिनोचे वजन करण्यासाठी अनिवार्य असलेल्या कॅट्रिन प्रयोगाने त्याच्या वस्तुमानाच्या वरच्या मर्यादेचा अधिक अचूक अंदाज जाहीर केला आहे - न्यूट्रिनोचे वजन जास्तीत जास्त 0.8 eV आहे, म्हणजेच, न्यूट्रिनो 0.8 eV पेक्षा हलके आहेत (1 eV = 1.782 x 10-36 kg).
न्यूट्रिनो (शब्दशः, लहान उदासीन कण) हे विश्वातील सर्वात मुबलक प्रमाणात आढळणारे मूलभूत कण आहेत . ते आकाशगंगेत , सूर्यामध्ये, आपल्या सभोवतालच्या संपूर्ण अवकाशात जवळजवळ सर्वव्यापी आहेत . दर सेकंदाला अब्जावधी न्यूट्रिनो इतर कोणत्याही कणाशी आंतरक्रिया न करता आपल्या शरीरातून जातात.
सुमारे १३.८ अब्ज वर्षांपूर्वी झालेल्या महास्फोटानंतर १०⁻⁴ सेकंदांनी ते सर्वप्रथम तयार झाले आणि त्यांनी विश्वाच्या उत्क्रांतीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावली . सूर्यासह ताऱ्यांमधील अणुसंलयन अभिक्रियांमध्ये, पृथ्वीवरील अणुभट्ट्यांमध्ये आणि किरणोत्सर्गी क्षयात ते प्रचंड प्रमाणात सतत तयार होतात. ताऱ्याच्या जीवनचक्रातील सुपरनोव्हा प्रक्रियेतही ते महत्त्वाचे आहेत आणि सुपरनोव्हा स्फोटांचे सुरुवातीचे संकेत देतात. उप-अणू पातळीवर, न्यूट्रिनो हे न्यूक्लिऑनच्या संरचनेचा अभ्यास करण्यासाठी एक साधन उपलब्ध करून देतात. न्यूट्रिनो पदार्थ-प्रतिपदार्थ विषमतेचे स्पष्टीकरण देण्यासही मदत करू शकतात.
या सर्व महत्त्वाव्यतिरिक्त, न्यूट्रिनोंबद्दल अजूनही बरेच काही अज्ञात आहे . ते इतर कणांशी कसे आंतरक्रिया करतात हे आपल्याला माहीत नाही. त्याचप्रमाणे, न्यूट्रिनो दोलनांच्या शोधानंतर, हे ज्ञात झाले आहे की न्यूट्रिनोंना शून्येतर वस्तुमान असते . आपल्याला माहीत आहे की न्यूट्रिनोंचे वस्तुमान खूप कमी आहे आणि ते सर्व मूलभूत कणांमध्ये सर्वात हलके आहेत, परंतु त्यांचे अचूक वस्तुमान अजूनही अनिश्चित आहे. विश्वाला अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी , न्यूट्रिनोंचे वस्तुमान अचूकपणे मोजणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
कार्लस्रुहे इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (KIT) येथे कार्लस्रुहे ट्रिटियम न्यूट्रिनो प्रयोग (कॅटरीन), सहा देशांचा सहयोगी उपक्रम उप-ईव्ही अचूकतेसह न्यूट्रिनोचे वस्तुमान मोजण्यासाठी समर्पित आहे.
2019 मध्ये, KATRIN प्रयोगाने घोषित केले होते की न्यूट्रिनोचे वजन जास्तीत जास्त 1.1 eV आहे जे 2 eV च्या पूर्वीच्या अप्पर-बाउंड मापनांपेक्षा दुप्पट सुधारणा आहे.
१ eV किंवा इलेक्ट्रॉन व्होल्ट म्हणजे इलेक्ट्रॉनवरील विद्युत विभवामध्ये एक व्होल्टने वाढ झाल्यावर इलेक्ट्रॉनला मिळणारी ऊर्जा असून ती १.६०२ × १०⁻¹⁹ जूल इतकी असते . उप-अणू पातळीवर, E= mc² या सूत्रानुसार वस्तुमान-ऊर्जा सममिती वापरून वस्तुमान ऊर्जेच्या स्वरूपात व्यक्त करणे सोयीचे ठरते ; १ eV = १.७८२ x १०⁻³⁶ किलोग्रॅम.
14 फेब्रुवारी 2022 रोजी, KATRIN Collaboration ने अभूतपूर्व अचूकतेसह न्यूट्रिनोच्या वस्तुमानाचे मोजमाप जाहीर केले आणि न्युट्रिनो हे 0.8 eV पेक्षा हलके आहेत त्यामुळे न्यूट्रिनो भौतिकशास्त्रातील 1 eV अडथळा तोडला.
2024 च्या अखेरीपर्यंत न्यूट्रिनो वस्तुमानाचे पुढील मोजमाप सुरू ठेवण्याचे संशोधन कार्यसंघाचे उद्दिष्ट आहे. 2025 पासून, नवीन TRISTAN डिटेक्टर प्रणालीच्या मदतीने, KATRIN प्रयोग निर्जंतुक न्यूट्रिनोच्या शोधासाठी प्रारंभ करेल. KeV श्रेणीमध्ये वस्तुमान असल्याने, निर्जंतुकीकरण न्यूट्रिनो हे रहस्यमय गडद पदार्थाचे उमेदवार असतील.
***
स्रोत:
- कार्लस्रुहे ट्रिटियम न्यूट्रिनो प्रयोग (कॅटरीन). येथे उपलब्ध https://www.katrin.kit.edu/
- कार्लस्रुहे इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (KIT). प्रेस रिलीज 012/2022 – न्यूट्रिनो 0.8 इलेक्ट्रॉन व्होल्टपेक्षा हलके आहेत. 14 फेब्रुवारी 2022 रोजी पोस्ट केले. येथे उपलब्ध https://www.kit.edu/kit/english/pi_2022_neutrinos-are-lighter-than-0-8-electron-volts.php
- कॅटरिन सहयोग. उप-इलेक्ट्रॉनव्होल्ट संवेदनशीलतेसह थेट न्यूट्रिनो-वस्तुमान मापन. नॅट. फिज. १८, १६०–१६६ (२०२२). प्रकाशित: 18 फेब्रुवारी 160. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
