Une équipe internationale de chercheurs a utilisé un nouveau spectromètre pour trouver et fixer une limite supérieure pour la masse d'un neutrino. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique, le groupe décrit comment ils ont trouvé la nouvelle limite et pourquoi ils pensent qu'il était important de la trouver.

Les neutrinos sont mystérieux - les scientifiques ont trouvé des preuves de leur existence, mais ont encore du mal à comprendre leurs propriétés. Ils aimeraient en savoir plus sur les particules parce qu'elles sont si abondantes - les scientifiques pensent qu'il y en a 1 milliard de fois plus dans l'univers que d'atomes. Beaucoup croient aussi qu'ils détiennent la clé pour comprendre l'univers primitif, et peut-être la physique à son plus petit niveau. Une propriété du neutrino en particulier que les scientifiques aimeraient déterminer est sa masse - jusqu'à récemment, on pensait que les minuscules particules n'avaient aucune masse du tout. Mais des études récentes ont montré que ce n'était pas le cas. L'étape suivante consiste à déterminer leur masse. À ce jour, les scientifiques ont adopté trois approches pour trouver la réponse. La première consiste à étudier le fond diffus cosmologique. La seconde consiste à rechercher des cas de désintégration double bêta sans neutrinos, un événement extrêmement rare. La troisième méthode consiste à tenter de mesurer la masse du neutrino directement d'une manière qui ne repose pas sur un modèle théorique. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont adopté la troisième approche.

Les chercheurs ont effectué leurs travaux dans le cadre de l'expérience Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) sur le campus de l'Institut de technologie de Karlsruhe en Allemagne. La pièce maîtresse de l'équipement utilisé sur le site est un spectromètre à électrons de 200 tonnes. Les chercheurs l'ont utilisé pour étudier la désintégration du tritium, un type radioactif d'hydrogène. Quand il se dégrade, il émet un seul électron et un neutrino en même temps. En mesurant l'énergie de l'électron libéré à l'aide du spectromètre, ils ont pu calculer une estimation de la masse du neutrino avec une plus grande précision qu'auparavant. Ils ont trouvé sa limite supérieure à 1,1 électronvolts, environ la moitié de la limite supérieure précédemment déterminée. Il est également extrêmement petit - environ 500, 000 fois plus petit qu'un électron.

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