Progrese majore în cercetarea particulelor neutrino: Ce au descoperit oamenii de știință?

Neutrino sunt particule elementare extrem de greu de detectat, care traversează materia aproape fără a interacționa cu aceasta.

Deși sunt cele mai numeroase particule din Univers, comportamentul lor rămâne un mister pentru fizicieni.

Un nou studiu, bazat pe datele colectate de două dintre cele mai importante experimente cu neutrino, realizate în Statele Unite și Japonia, aduce informații esențiale despre structura și masa acestor particule. Rezultatele au fost publicate miercuri în revista Nature, conform Reuters.

Studiul combină datele obținute de experimentul NOvA, derulat în SUA, și T2K, realizat în Japonia, oferind o imagine mai clară asupra diferențelor de masă dintre cele trei tipuri de neutrino.

Descoperirea reprezintă un pas semnificativ către înțelegerea așa-numitei „ordonări a masei neutrino”, una dintre cele mai mari enigme din fizica particulelor.

Cum funcționează experimentele NOvA și T2K

Experimentul american NOvA trimite un fascicul subteran de neutrino de la Laboratorul Național al Acceleratorului Fermi (Fermilab), situat lângă Chicago, către un detector amplasat la peste 800 de kilometri distanță, în Minnesota.

În paralel, experimentul japonez T2K transportă un fascicul similar la o distanță de aproape 300 de kilometri, de la instalația din Tokai până la detectorul din Kamioka.

Deși ambele proiecte studiază fenomenul de oscilație, procesul prin care un neutrino își schimbă „aroma” în timpul deplasării, ele utilizează energii diferite și echipamente distincte.

Combinarea rezultatelor celor două a permis obținerea unei precizii fără precedent în măsurarea diferențelor de masă dintre tipurile de neutrino.

Potrivit fizicienei Zoya Vallari, de la Universitatea de Stat din Ohio și colaboratoare în cadrul NOvA, incertitudinea măsurătorii este mai mică de 2%, una dintre cele mai exacte obținute vreodată în acest domeniu.

Neutrino, cheia pentru înțelegerea Universului

Cercetătorii cred că neutrino ar putea juca un rol esențial în explicarea unuia dintre cele mai mari mistere cosmice: de ce materia predomină în Univers în detrimentul antimateriei.

În teorie, Big Bang-ul ar fi trebuit să producă materie și antimaterie în cantități egale, însă realitatea observată este diferită. Studierea modului în care neutrino și antineutrino oscilează ar putea oferi indicii decisive în acest sens.

„Această întrebare fundamentală ne-ar putea ajuta să înțelegem de ce existăm”, a explicat Zoya Vallari, subliniind că viitoarele generații de experimente vor aduce date și mai precise.

În prezent, sunt în construcție noi proiecte de anvergură dedicate acestor particule, precum experimentul DUNE, condus de Fermilab în SUA, și Hyper-Kamiokande, amplasat în prefectura Gifu din Japonia.

În paralel, alte inițiative, cum ar fi JUNO în China sau telescoapele subacvatice și polare KM3NeT și IceCube, urmăresc detectarea neutrino proveniți din adâncurile cosmosului.

Aceste eforturi globale ar putea, în următorii ani, să dezvăluie rolul profund pe care neutrino îl joacă în echilibrul fundamental al Universului și să clarifice de ce materia, și nu antimateria, a ajuns să domine tot ceea ce cunoaștem.