Các nhà lý thuyết đưa ra phương pháp mới xác định khối lượng neutrino

Các nhà lý thuyết đưa phương pháp mới xác định khối lượng neutrino Khi đo khối lượng các hạt bản, có một số phép cân thông thường không thể dùng đến Ví dụ, khối lượng của electron vào khoảng 10-30 kg nên chỉ có thể đo được bằng cách dựa vào các quan hệ toán học của nó với các tính chất khác, có thể đo được bằng thực nghiệm Nhưng đối với neutrino, vốn nhẹ electron hàng triệu lần, thì sự việc càng khó khăn Thử thách này đã khơi gợi nhà vật lý Mỹ đề một giải pháp mới Chúng ta hy vọng rằng những thí nghiệm tưởng để đo và thu hẹp khoảng ước lượng khối lượng tượng có thể mang đến của neutrino những ý tưởng nền tảng Michael Schmitt, thành viên của nhóm nghiên cứu nói lớn lao - Michael Schmitt, trên, thuộc đại học Northwestern, phát biểu: "Nếu Northwestern University neutrino có khối lượng, nhất định chúng phải có một moment từ Điều này có nghĩa là chúng ta có thể phỏng đoán khối lượng của neutrino thông qua việc đo moment từ của chúng, mặc dù moment từ này rất nhỏ.” Dù vậy, có vẻ hội thành công rất mong manh Sự dao động của Neutrino: Lý chính xác vì khối lượng của neutrino lại rất nhỏ so với các hạt bản khác, cho đến nay, vẫn là một bí ẩn Thực tế, trước năm 1998, dựa mô hình chuẩn của vật lý hạt thì neutrino - vốn có đến loại-được cho là không có khối lượng Nhưng vào năm 1998, các nhà nghiên cứu thuộc phòng thí nghiệm SuperKamiokande của Nhật đã tìm rằng: tỷ số của electron (một dạng muon) - một dạng neutrino được sinh bởi sự va chạm giữa các tia vũ trụ với khí quyển trái đất từ bên phía này lại khác với tỷ số đo được cũng những va chạm ấy, xảy ở phía bên của trái đất Thí nghiệm này đã minh chứng cho mối ngờ vực trước đó: neutrino có thể thay đổi tính chất chúng truyền đi, điều này có nghĩa là chúng có khối lượng Sự dao động của neutrino vốn chỉ cung cấp cho các nhà nghiên cứu những thông tin rất mập mờ rằng chúng là các hạt trung hòa điện tích Nhưng xác suất mà một loại neutrino có thể dao động sang loại khác tỉ lệ thuận với sự sai khác giữa bình phương khối lượng của chúng, sự dao động của neutrino không cho phép xác định khối lượng của từng loại neutrino riêng Do đó, thậm chí một thí nghiệm nhỏ bé về khối lượng neutrino cũng là một bước khổng lồ để hướng tới giải quyết bài toán về sự bí ẩn về nguồn gốc của chúng, và cũng có thể cải thiện các kiến thức về các thông số khác của quá trình dao động neutrino Schmitt cùng với Armen Apyan ở Đại học Northwestern (Mỹ) cùng với trai ông là Aram Apyan (hiện học bậc đại học ở Viện Công nghệ Illinois) đã tính toán được kích cỡ và dạng của xung điện có thể sản sinhtrong một vòng dây mà một neutrino qua nó (xem bài báo Phys Rev D 77 037901) Giống những nam châm nhỏ bé, neutrino có thể làm thay đổi từ thông qua vòng dây và tạo một dòng điện cảm ứng nhất định theo định luật Faraday Do mômen từ của neutrion tỉ lệ thuận với khối lượng của nó nên đó dòng điện này có thể cho phép suy khối lượng của loại neutrino một cách trực tiếp Tín hiệu rất nhỏ Các tính toán của nhóm vốn hoàn toàn tương đối tính, và được thực hiện bởi thành viên trẻ tuổi Apyan mặc dù anh này vẫn còn học trung học, các tính toán này đã giả định rằng các xung có thể phải rất nhỏ Nếu cho dòng khối lượng neutrino có giới hạn eV và mômen từ 10 -10 Bohr magneton, thì biên độ của xung điện một neutrino qua chỉ nhỏ tới cỡ 16 bậc so với V "Tín hiệu nhỏ so với tín hiệu khác mà tơi biết thí nghiệm thực" Schmitt nói Nếu ḿn làm giảm điều này, thời gian phát xung phải không đượcdài 10-21 s – điều mà Schmitt cho rằng chỉ có thể xảy nếu xung này nhanh cả ánh sáng Liệu có thể đo được tín hiệu nhỏ thế này? Vấn đề là có chăngmột thí nghiệm có khả đo được một tín hiệu nhỏ thế? Theo ý kiến của Sunil Somalwarở đại học Rutgers, người mà năm 1980 đã sử dụng những thiết bị tương tựđể tìm đơn cực từ: "Ta sử dụng thiết bị giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUIDS) để đo dòng fA ( 10 -15 A)" Ông cho biết thêm: "Tuy nhiên khoảng cách q xa so với dòng 10 -45 A mà chúng ta cần giải ở đây, chí cho dù có tính đến việc nhiều hạt Neutrino chụm lại với chùm tia từ máy gia tốc" Mặc dù Schmitt chấp nhận rằng những tính hiệu neutrino là rất nhỏ để có thể quan sát được bằng kỹ thuật dòng, nhiên nhóm nghiên cứu đã chỉ rằng những kỹ thuật của họ có thể cho phép các nhà nghiên cứu kiểm tra momen từ của các hạt khác "cư xử" thế nào qua phép biến đởi Lorentz Ơng nói: "Chúng tơi hy vọng thực nghiệm tưởng tượng báo của chúng tơi sẽ có y nghĩa lớn lao đó" Napster & Bibipandi (Theo Physicsworld.com) ... giả định rằng các xung có thể phải rất nhỏ Nếu cho dòng khối lượng neutrino có giới hạn eV và mômen từ 10 -10 Bohr magneton, thì biên độ của xung điện một neutrino qua chỉ... nhóm nghiên cứu đã chỉ rằng những kỹ thuật của họ có thể cho phép các nhà nghiên cứu kiểm tra momen từ của các hạt khác "cư xử" thế nào qua phép biến đổi Lorentz Ông nói:... ở đây, chí cho dù có tính đến việc nhiều hạt Neutrino chụm lại với chùm tia từ máy gia tốc" Mặc dù Schmitt chấp nhận rằng những tính hiệu neutrino là rất nhỏ để có thể quan sát