O kulisach swoich działań ich autorzy piszą na łamach Nature. Przeprowadzone badania polegały na pomiarach rozpadu berylu, czyli radioaktywnego pierwiastka. Neutrino jest natomiast cząstką elementarną, a nauce są znane trzy jego stany: elektronowe, mionowe oraz taonowe.
Czytaj też: Czas może płynąć w dwie strony? Zaskakujące wyniki eksperymentu kwantowego
Tego typu cząstki mają bardzo niską masę – do tego stopnia, iż jest ona bliska zeru. Posiadają przy tym spin półcałkowity i zazwyczaj nie wchodzą w reakcje ze zwykłą materią. Poświęcone im ustalenia są istotne choćby ze względu na fakt, że mogą pozwolić na udzielenie odpowiedzi na pytanie o to, dlaczego we wszechświecie znajduje się więcej materii niż antymaterii.
Ale żeby uzyskać rozeznanie w tego typu kwestiach potrzeba uporać się z podstawami. Zalicza się do nich rozmiar neutrin. Nowe ustalenia na ten temat powinny przełożyć się na projektowanie skuteczniejszych detektorów cechujących się odpowiednimi rozmiarami i kształtami. Te stosowane obecnie są naprawdę ogromne, ale w przyszłości mogłyby stać się zdecydowanie bardziej kompaktowe, a przy tym nawet skuteczniejsze niż dotychczas.
Na czym polegały ostatnie eksperymenty prowadzone przez członków międzynarodowego zespołu? Ich celem było śledzenie rozpadu berylu, czyli radioaktywnego pierwiastka. Fizycy chcieli w ten sposób dokonać pomiaru zasięgu przestrzennego pakietu falowego neutrina związanego z elektronami.
Aby zgromadzić nowe informacje na temat rozmiarów neutrin fizycy należący do międzynarodowego zespołu badawczego prowadzili obserwacje dotyczące rozpadu berylu
W toku wspomnianego rozpadu elektron w pojedynczym atomie łączy się z protonem, co prowadzi do powstania neutronu, a w konsekwencji – atomu litu. Towarzysząca temu zjawisku energia sprawia, iż atom zostaje popchnięty w jedną stronę, podczas gdy neutrino – w drugą. Aby doprowadzić do realizacji tego scenariusza autorzy nowych badań wykorzystali akcelerator cząstek oraz detektory neutrin umieszczone po bokach.
Czytaj też: Przełomowy efekt poszukiwań cząstki widmo. To neutrino bije dotychczasowy rekord aż 100-krotnie
Dzięki temu udało im się dokonać pomiaru pędu atomów litu, by ostatecznie zaproponować szacunki dotyczące rozmiaru neutrina. Jakie były wyniki? Naukowcy stojący za artykułem z Nature ustalili, iż dolna granica przestrzennego zasięgu pakietu falowego neutrina wynosi 6,2 pikometra. Co istotne, odnosi się to do kwantowo-mechanicznej natury neutrin, w której przez rozmiar rozumie się niepewność przestrzenną pakietu falowego neutrin, a nie fizyczny wymiar. Idąc tym tokiem myślenia badacze uznali, iż wspomniany pakiet falowy neutrina jest zlokalizowany w skali znacznie większej niż typowe jądro atomowe.