Новый настольный детектор способен обнаруживать отдельные электроны. Физики разработали новый детектор частиц, который может идентифицировать отдельные электроны в радиоактивном газе.
Когда газ распадается и испускает электроны, детектор с помощью магнита захватывает их в магнитную ловушку. Затем радиоантенна улавливает очень слабые сигналы, испускаемые электронами, по которым можно определить точную активность электронов в течение нескольких миллисекунд.
«Мы можем буквально представить себе частоту электрона и видим, как этот электрон внезапно попадает в нашу радиоантенну, — сказал Джо Формаджо, один из исследователей, в пресс-релизе. — Со временем частота меняется и начинает расти. Таким образом, эти электроны излучают радиоволны».
Нейтрино — одни из самых загадочных элементарных частиц во Вселенной. На самом деле каждую секунду через каждую клетку нашего тела проходят миллиарды нейтрино. Однако эти призрачные частицы невероятно сложно обнаружить, поскольку они практически не взаимодействуют с обычной материей.
«Мы загнали [массу] в угол, но еще не измерили ее, — сказал Формаджо. — Суть в том, чтобы измерить энергию электрона — это ваша визитная карточка, которая расскажет вам о нейтрино».
При распаде радиоактивного атома, например трития, он превращается в изотоп гелия, а также испускает электрон и нейтрино. Энергия всех испускаемых частиц в сумме равна исходной энергии родительского нейтрона. Таким образом, измерение энергии электрона позволяет определить энергию нейтрино.
За пять лет исследователи создали высокоточный детектор. После его включения они смогли регистрировать отдельные электроны в течение первых 100 миллисекунд эксперимента.
Полученные результаты могут иметь огромное значение для будущего физики элементарных частиц. Точность измерений в газообразном криптоне побудила исследователей перейти к тритию. Возможно, эта цель будет достигнута в ближайшие год-два, что откроет путь к измерению массы нейтрино.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.