Німецький науковий проект KATRIN встановив нові обмеження щодо можливих невідомих взаємодій нейтрино — частинок, що майже не взаємодіють із матерією та можуть проливати світло на фізику поза межами Стандартної моделі. Дослідники використали лише 5% фінального обсягу даних і вже досягли результатів, які порівнянні з провідними світовими експериментами у цій сфері.
У рамках експерименту KATRIN вивчається розпад тритію — радіоактивного газу, який у процесі бета-розпаду викидає електрон та нейтрино. Фізики не відстежують саме нейтрино, натомість аналізують енергію електрона, що дає інформацію про масу та властивості нейтрино. За словами однієї з учасниць експерименту Кароліне Фенглер, форма отриманого спектра містить дані як про масу нейтрино, так і про потенційні невідомі взаємодії.
Науковці розглядають ймовірність існування так званих «загальних нейтринних взаємодій», які можуть бути зумовлені гіпотетичними частинками, наприклад, правими W-бозонами, зарядженими бозонами Хіґґса чи лептокварками. Такі ефекти здатні дещо змінювати форму бета-спектра, що й стало об’єктом аналізу KATRIN у нещодавній серії вимірювань.
Навіть на ранньому етапі роботи експеримент вже встановив суворі нові межі для різних можливих сценаріїв нової фізики, доповнивши та в окремих випадках покращивши обмеження, встановлені іншими лабораторіями у світі. Це стало можливим завдяки унікальній точності спектрометра та потужному джерелу тритію.
Наступний етап роботи KATRIN — проект TRISTAN, запланований на 2026 рік. Його метою стане пошук так званих «стерильних» нейтрино, які, на думку фізиків, можуть бути пов’язані із загадкою темної матерії.
