science >> Wetenschap >  >> Fysica

CUORE-experiment beperkt neutrino-eigenschappen

Onderaanzicht van de 19 CUORE-torens die in de cryostaat zijn geïnstalleerd. Krediet:Joeri Suvorov, Universiteit van Californië en INFN Gran Sasso National Laboratories, en de CUORE-samenwerking

Het neutrino is een van de minst begrepen deeltjes. Een van de grootste open vragen is of het zijn eigen antideeltje is. Als het is, het zou helpen verklaren waarom er meer materie in het universum is dan antimaterie. Wetenschappers werken aan een gezamenlijk Italiaans-VS. experiment heeft nieuwe resultaten opgeleverd over een zoektocht naar een uiterst zeldzame gebeurtenis die alleen kan plaatsvinden als neutrino's hun eigen antideeltjes zijn. Na twee maanden van zeer gedetailleerd onderzoek, ze hebben de gebeurtenis niet waargenomen.

De studie heeft de strengste limieten gesteld aan de waarschijnlijkheid van een zeldzame gebeurtenis - een neutrinoloos dubbel bètaverval van tellurium-130-kernen. Deze gebeurtenis kan alleen plaatsvinden als een neutrino zijn eigen antideeltje kan zijn. De uitstekende kwaliteit van de gegevens en de zeer snelle doorlooptijd van de analyse laten zien dat het experiment goed werkt. De gemeten achtergronden waren in lijn met de verwachtingen, waaruit blijkt dat al het werk om de resterende achtergronden tot een minimum te beperken, zijn vruchten afwerpt. De samenwerking ligt op schema om aanvullende gegevens te verzamelen en hun verwachte energieresolutie te bereiken om limieten in te stellen die nog strenger zijn voor de waarschijnlijkheid van dit soort verval. In aanvulling, het zal een nauwkeurigere schatting geven van de massa van het neutrino.

Veel vragen over de fundamentele aard van neutrino's blijven open, inclusief of een neutrino zijn eigen antideeltje is of niet. Als, wetenschappers zouden nieuwe inzichten hebben in waarom er meer materie dan antimaterie in het universum is en waarom de massa van het neutrino zo klein is. Het cryogene ondergrondse observatorium voor zeldzame gebeurtenissen (CUORE), een gezamenlijk Italiaans en Amerikaans experiment gehuisvest in een diep ondergronds laboratorium onder een berg in Italië, heeft nieuwe resultaten vrijgegeven over een zoektocht naar een neutrinoloos dubbel bètaverval, die alleen kan optreden als neutrino's hun eigen antideeltjes zijn. Wetenschappers van CUORE zochten naar dit soort verval door bijna een ton telluriumdioxidekristallen af ​​te koelen tot onder 273 graden Celsius en te kijken naar een minieme verandering in temperatuur die overeenkomt met het verval. Na twee maanden observatie, het team heeft geen neutrinoloos dubbel bètaverval ontdekt. Met slechts twee maanden aan gegevens, het experiment heeft tot nu toe al de strengste limieten gesteld aan de kans dat een tellurium-130-kern een neutrinoloos dubbel bètaverval ondergaat. Indien ontdekt, dit verval zou ons helpen te begrijpen hoe we gemaakt zijn van materie in plaats van antimaterie.