دانشمندان «پروژه ۸» شامل محقق پسادکتری دانشکده فیزیک و مرکز پژوهشی فیزیک انرژی‌های بالا دانشگاه صنعتی شریف موفق به اندازه‌گیری جرم نوترینوها به کمک تابش رادیویی الکترون‌ها شدند.
به گزارش دیده‌بان علم ایران، این پژوهش در مجله معتبر «فیزیکال ریویو لِترز» physical review letters به چاپ رسیده است.
علی اشتری اصفهانی که دانش آموخته دکتری فیزیک دانشگاه سیاتل در حوزه فیزیک ذرات است، دوره کارشناسی ارشد خود را در دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف و کارشناسی را در دانشگاه صنعتی اصفهان گذرانده است.
اشتری اصفهانی در توضیح این یافته جدید علمی گفت: نوترینوها یکی از ذرات پرشمار کیهان‌اند. با این وجود مقدار دقیق جرم این ذرات هم‌چنان به صورت پرسشی بی پاسخ در فیزیک ذرات بنیادی مطرح است. شواهد تجربی نشان می‌دهد که جرم این ذرات حداقل ۶۰۰ هزار برابر کوچکتر از جرم الکترون‌هاست. بر اساس مدل استاندارد ذرات بنیادی نوترینوها فرمیون‌هایی بدون جرم اند اما مشاهده پدیده نوسان در نوترینوهای خورشیدی و جوی ثابت کرد که تصویر مدل استاندارد ذرات بنیادی ناقص است و این ذرات دارای جرمی غیر صفراند. یافتن جرم این ذرات نقشی کلیدی در فهم عمیق‌تر فیزیک ذرات بنیادی و کیهان‌شناسی دارد.
در روشی مرسوم برای اندازه‌گیری جرم نوترینو، پژوهشگران واپاشی بتای هسته تریتیوم را مورد مطالعه قرار می‌دهند. انرژی این واپاشی میان الکترون و (آنتی) نوترینوی آزاد شده تقسیم می‌شود. با اندازه‌گیری بیشینه انرژی الکترون‌ها در این واپاشی می‌توان کمینه‌ی انرژی کل نوترینوها را به دست آورد و حدی برای جرم موثر نوترینوها یافت. کوچکترین حد بالای موجود بر روی جرم موثر نوترینو به کمک این روش برابر ۰٫۸ eV/c2 است که در سال گذشته توسط آزمایشگاه کاترین (KATRIN) تعیین شد. کاترین با گذر دادن الکترون‌ها از یک سد پتانسیل الکتریکی قابل تنظیم و آشکارسازی مستقیم الکترون‌ها انرژی آن‌ها را اندازه‌گیری می‌کند.
اکنون پژوهشگران گروه پروژه ۸ (Project 8) برای نخستین بار با کمک روشی غیرمستقیم موفق شده‌اند طیف واپاشی بتای مولکول تریتیم را ثبت کنند. در این روش الکترون با قرار گرفتن در یک میدان مغناطیسی حرکتی مارپیچی را آغاز می‌کند و مقداری از انرژی خود را در این حرکت به صورت تابش رادیویی تابش می‌کند. انرژی الکترون به کمک اندازه‌گیری فرکانس این تابش قابل تعیین است.
گروه پروژه ۸ موفق شد با کمک این روش و ساخت یک نمونه‌ی اولیه با حجمی از مرتبه چند سانتی‌متر مکعب حدی برابر ۱۵۰ eV/c2 را بر روی جرم موثر نوترینو به دست آورد. این گروه امیدوار است که بتواند در فاز نهایی آزمایش با استفاده از نمونه‌ای با حجمی از مرتبه متر مکعب حساسیت آزمایش را برای اندازه‌گیری جرم نوترینو تا ۰٫۰۴ eV/c2 افزایش دهد.
انتهای پیام
* نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند