An international team of physicists has successfully measured the size of a certain type of neutrino to a certain degree. In their paper published in the journal Nature, the group describes experiments they conducted that involved measuring the radioactive decay of the element beryllium.
Neutrinos are subatomic particles with a mass very close to zero. They also have a half-integer spin and rarely react with normal matter. To date, three kinds of neutrinos have been identified, each by association with an electron, muon or tau particle. Physicists have become more interested in neutrinos over the past several years because it is thought better understanding them may lead to a better understanding of why there is more matter than antimatter in the known universe.
One of the first questions that needs to be answered about neutrinos is their size. This is important for designing appropriately sized and shaped neutrino detectors. Currently, these detectors are very large to increase the likelihood of capturing neutrinos, which interact very weakly with matter. In this new effort, the research team conducted experiments involving the radioactive decay of beryllium to measure the spatial extent of an electron-associated neutrino's wave packet.
The experiment consisted of measuring radioactive decay in beryllium, which decayed into lithium. As it does so, an electron in a single atomcombines with a proton, producing a neutron, resulting in the creation of a lithium atom. As that happens, energy is released, pushing the atom in one direction and the neutrino produced in the other. By starting the process in a particle accelerator and placing extremely sensitive neutrino detectors along the sides, they were able to measure the momentum of the lithium atoms and use that to calculate the size of the neutrino.
The experiments established a lower limit on the spatial extent of the neutrino's wave packet at 6.2 picometers. This measurement reflects the quantum mechanical nature of neutrinos, where the 'size' pertains to the spatial uncertainty of their wave packet, rather than a physical dimension. The findings suggest that the neutrino's wave packet is localized at a scale significantly larger than a typical atomic nucleus, offering new insights into the quantum properties of neutrinos.
by Bob Yirka , Phys.org
Em português:
Uma equipe internacional de físicos conseguiu medir o tamanho de um determinado tipo de neutrino com um certo grau de precisão. Em seu artigo publicado na revista Nature, o grupo descreve os experimentos que conduziram, os quais envolveram a mediação do decaimento radioativo do elemento berílio.
Os neutrinos são partículas subatômicas com uma massa muito próxima de zero. Eles também m possuem um spin semi-inteiro e raramente interagem com a matéria comum. Até o momento, foram identificados três tipos de neutrinos, cada um associado a um elétron, múon ou tau. Nos últimos anos, os físicos estão demonstrado um interesse crescente pelos neutrinos, pois acredita-se que uma melhor compreensão dessas partículas possa levar a uma compreensão o mais profunda da razão pela qual há mais matéria do que antimatéria no universo conhecido.
Uma das primeiras questões a serem respondidas sobre os neutrinos é o seu tamanho. Essa informação o é essencial para o projeto de detectores de neutrinos com dimensões e formatos apropriados. Atualmente, esses detectores são muito grandes para aumentar a probabilidade de capturar neutrinos, que interagem muito fracamente com a matéria. Neste novo estudo, a equipe de pesquisa realizou experimentos envolvendo o decaimento radioativo do berílio para medir a extensão espacial do pacote de ondas de um neutrino associado a um elétron .
O experimento consistiu na mediação do decaimento radioativo do berílio, que se transformou em lítio. Durante esse processo, um elétron em um único átomo combina-se com um próton , produzindo um Nêutron e resultando na formação o de um átomo de lítio. Esse fenômeno meno libera energia, impulsionando o átomo em uma direção e o neutrino produzido na direção oposta. Ao iniciar o processo em um acelerador de partículas e posicionar detectores de neutrinos extremamente sensíveis ao longo dos lados, os pesquisadores puderam medir o momento dos átomos de lítio e, a partir disso, calcular o tamanho do neutrino.
Os experimentos estabeleceram um limite inferior para a extensão espacial do pacote de ondas do neutrino em 6,2 picômetros. Essa medição reflete a natureza quântica dos neutrinos, na qual o tamanho se refere a incerteza espacial de seu pacote de ondas, e não a uma dimensão física concreta. Os resultados sugerem que o pacote de ondas do neutrino é localizado em uma escala significativamente maior do que um núcleo atômico típico oferecendo novas perspectivas sobre as propriedades quânticas dos neutrinos.
por Bob Yirka, Phys.org
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