Ученые впервые определили максимальную массу для нейтрино, которое называют «призрачной частицей.
Нейтрино играет ключевую роль в ряде значимых процессов, протекающих внутри звезд. Ранее эта частица существовала только в теоретических предположениях и была предложена для объяснения избыточной энергии, излучаемой Солнцем в результате термоядерных реакций. Прямое наблюдение нейтрино представляет собой сложную задачу, поэтому ученые проводят высокоточные измерения, используя для этого массивные водные резервуары.
До недавнего времени нейтрино воспринимались как частицы, не обладающие массой, подобно фотонам. Однако новое исследование опровергает это предположение, поскольку утверждает, хотя наличие массы у нее подтверждено, это также накладывает определенные ограничения на величину ее значения. Для проведения таких исследований ученые использовали данные, полученные из разнообразных источников, таких как космические и наземные телескопы, фиксирующие излучение, возникшее вскоре после Большого взрыва (космическое микроволновое фоновое излучение), сверхновые звезды, самую масштабную трехмерную карту галактик, ускорители частиц и ядерные реакторы.
Ученые утверждают, что их метод анализа может быть использован для изучения различных типов частиц. Он позволил установить верхние границы массы для всех трех видов нейтрино: электронного, мюонного и тау. Ранее была определена приблизительная суммарная масса всех нейтрино. Теперь, благодаря использованию суперкомпьютера Grace, ученые смогли вычислить максимальную массу одного из типов этих частиц.
Масса электронного нейтрино оказалась примерно в миллион раз меньше массы электрона и составляет 1,5×10-37 килограммов. Измерения показывают, что с вероятностью 95 процентов реальное значение находится в пределах погрешности, определяемой доверительным интервалом.
Это значение было получено благодаря использованию обширного комплекса современных измерительных приборов. Однако этого оказалось недостаточно для оценки массы двух других видов «призрачных частиц». Специалисты полагают, что запуск новых космических телескопов и получение данных от детекторов черенковского излучения позволит решить эту задачу.