KATRIN - огромный датчик, который помог "взвесить" крошечные частицы нейтрино - «Наука и технологии»

Нейтрино можно отнести к самым странным субатомным частицам. За счет очень маленькой массы и отсутствия электрического заряда нейтрино практически не взаимодействуют с обычной материей, они абсолютно беспрепятственно могут пронизывать скопления материи, такие, как планеты и даже звезды. Ученые в течение нескольких десятилетий пытались выяснить значение массы нейтрино при помощи различных высокочувствительных датчиков, и недавно датчик эксперимента Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) в Германии, создание которого велось на протяжении без малого двух десятилетий, выдал первые результаты.

Известно, что частицы нейтрино бывают трех разных типов - электронные, мюонные и тау-нейтрино. В 1957 году физик Бруно Понтекорво (Bruno Pontecorvo) выдвинул теорию о том, что нейтрино могут "колебаться", переходить от одного типа к другому. Это, в свою очередь, подразумевает, что нейтрино обладает массой, и это было подтверждено экспериментально, за что Такааки Кадзита (Takaaki Kajita) и Артур Макдональд (Arthur McDonald) удостоились в 2015 году Нобелевской премии в области физики.

Обладание знаниями о массе нейтрино важно для понимания того, почему нейтрино взаимодействуют с обычной материей только при помощи сил слабых ядерных взаимодействий. Кроме этого, с точки зрения квантовой механики, каждый тип нейтрино состоит из комбинации трех вероятностных "массовых состояний". Однако, из-за основной странности квантовой механики, можно измерить только "массовое состояние" или установить тип нейтрино, провести измерения сразу двух этих величин принципиально невозможно.