Команда ученых впервые установила верхний предел массы для «призрачной частицы» — нейтрино.
Нейтрино обуславливает многие важные процессы, происходящие в звездах. Эта частица была ранее предсказана лишь теоретически и была введена, чтобы объяснить излишки энергии, которые поступают от Солнца при протекании на нем термоядерных реакций. Наблюдать нейтрино непосредственно очень трудно, и для этого ученые проводят сверхточные измерения в водяной толще огромного объема.
До недавнего времени считалось, что нейтрино — это безмассовая частица, такая же, как фотон. Но новое исследование не только утверждает, что у нее есть масса, но и накладывает ограничения на ее значение. Для этого ученые использовали информацию из различных источников, включая космические и наземные телескопы, наблюдающие первый свет Вселенной (космическое микроволновое фоновое излучение), сверхновые звезды, крупнейшую 3D-карту галактик во Вселенной, ускорители частиц и ядерные реакторы.
По словам ученых, используемый ими метод анализа может быть применен ко многим другим типам частиц. С помощью него удалось наложить ограничения на массу всех трех типов нейтрино — электронного, мюонного и тау. Ранее была установлена примерная суммарная масса всех видов нейтрино. Теперь же ученые пошли дальше и с использованием суперкомпьютера Grace посчитали максимальную массу одного из типов частицы.
Оказалось, масса электронного нейтрино примерно в миллион раз меньше, чем самого электрона, — 1,5×10-37 килограммов. Согласно данным, доверительный интервал измерений составляет 95 процентов — это вероятность того, что реальное значение окажется близко к вычисленному в пределах погрешности.
Ученые смогли получить это значение с использованием огромного массива современных измерительных инструментов. Но даже его недостаточно, чтобы вычислить примерное значение массы двух других типов «призрачных частиц». По словам специалистов, запуск новых космических телескопов и получение данных от детекторов черенковского излучения позволит решить эту проблему.