Các nhà nghiên cứu vừa công bố phép đo chính xác nhất về neutrino, giúp thu hẹp khối lượng tối đa của hạt bí ẩn này. Đây là bước tiến quan trọng trong việc tìm hiểu vũ trụ và cải thiện mô hình chuẩn của vật lý hạt.
Mục lục
Neutrino Và Bí Ẩn Khối Lượng
Neutrino, những hạt gần như không tương tác với vật chất, là một trong những thành phần phổ biến nhất trong vũ trụ. Tuy nhiên, chúng vẫn ẩn chứa nhiều bí ẩn, đặc biệt là về khối lượng. Mô hình chuẩn hiện tại dự đoán rằng neutrino không có khối lượng, nhưng thực tế lại chứng minh điều ngược lại.
Nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí Science, đã xác định khối lượng tối đa của neutrino là 0.45 electronvolt, nhẹ hơn một triệu lần so với electron. Đây là kết quả từ thí nghiệm KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino) tại Đức, một trong những nỗ lực hàng đầu trong việc đo lường neutrino.
Thí Nghiệm KATRIN: Công Nghệ Tiên Phong
Thí nghiệm KATRIN sử dụng tritium, một đồng vị phóng xạ của hydro, để tạo ra neutrino và phản neutrino. Khi tritium phân rã, nó giải phóng electron và phản neutrino. Bằng cách đo năng lượng của electron, các nhà khoa học có thể suy ra khối lượng của phản neutrino.
Quá trình này đòi hỏi sự chính xác cực cao. Trong 259 ngày, nhóm nghiên cứu đã ghi nhận 36 triệu electron từ sự phân rã của tritium. Nhờ đó, họ đã thu hẹp khối lượng tối đa của neutrino xuống mức thấp hơn so với giới hạn trước đây là 0.8 electronvolt.
Ý Nghĩa Của Phát Hiện
Việc xác định chính xác khối lượng neutrino không chỉ cải thiện mô hình chuẩn mà còn giúp các nhà vũ trụ học hiểu rõ hơn về cấu trúc vũ trụ. Neutrino đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành và phân bố các thiên hà, cũng như ảnh hưởng đến sự giãn nở của vũ trụ sau vụ nổ Big Bang.
Tiến sĩ John Wilkerson, một trong những tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi đang cố gắng hiểu tại sao chúng ta tồn tại, và neutrino có thể là chìa khóa quan trọng.”
Tương Lai Của Nghiên Cứu Neutrino
Nhóm KATRIN đang tiếp tục thu thập dữ liệu với mục tiêu đạt được kết quả chính xác hơn. Các thí nghiệm khác như Project 8 tại Seattle và Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) ở Trung Tây Hoa Kỳ cũng đang góp phần vào việc làm sáng tỏ bí ẩn này.
Tiến sĩ Alexey Lokhov, một nhà khoa học tại Viện Công nghệ Karlsruhe, cho biết: “Kết quả này hiện là giới hạn tốt nhất thế giới. Nó có thể mở ra cánh cửa cho một nền vật lý mới.”
Nghiên cứu neutrino không chỉ là một cuộc săn tìm kiến thức mà còn là hành trình khám phá những điều kỳ diệu của vũ trụ. Với mỗi bước tiến, chúng ta lại hiểu thêm về thế giới xung quanh và chính bản thân mình.
