El experimento de Karlsruhe Tritium Neutrino KATRIN ahora comienza a pesar la masa de neutrinos. Después del espectrómetro electrostático y la unidad de detección, la fuente de tritio se instaló como el último de los grandes componentes de KATRIN. El ambicioso y altamente motivado equipo de físicos,ingenieros y técnicos están bien capacitados y esperan los desafíos para determinar la masa de neutrinos.
La Ministra Federal de Investigación de Alemania, Anja Karliczek, dice: "KATRIN es un experimento de superlativos y complementará el conocimiento sobre nuestro universo con una pieza decisiva del rompecabezas. Felicito al KIT y la colaboración de investigación en el exitoso ensamblaje de este complejo experimento. Junto con ustedes, espero con ansias el inicio de la fase de medición y los primeros resultados de la investigación. Un experimento tan importante en territorio alemán fortalece a Alemania como lugar de investigación ". Con una participación de alrededor del 75%, el Ministerio Federal de Investigaciónfue el mayor socio de financiación con diferencia. Invertió unos 50 millones de euros en la construcción de KATRIN.
"Las instalaciones de investigación a gran escala promueven el desarrollo tecnológico y proporcionan un ambiente de trabajo inspirador para investigadores y estudiantes de KIT, la Universidad de Investigación de la Asociación Helmholtz", concluye el profesor Holger Hanselka, presidente del Instituto de Tecnología de Karlsruhe. "Con KATRIN, unla comunidad internacional de investigación ha encontrado su hogar en KIT, y será interesante ver qué ideas fascinantes sobre el universo se abrirán con este equipo interdisciplinario creativo ".
"Los neutrinos han adoptado el papel de superestrellas muy notadas en el zoológico de partículas elementales conocidas, y su impacto en nuestra visión moderna de los enanos de macro y microcosmos de otras partículas" describe Guido Drexlin, profesor de KIT y Scientific Coportavoz de KATRIN. Los cosmólogos también prestan mucha atención al papel único de la gran cantidad de neutrinos reliquias como "partículas fantasmas del universo" en la configuración de las estructuras a gran escala en nuestro cosmos. Su papel exacto como arquitectos cósmicos dependeen su masa en reposo, que se desconoce en la actualidad.
"Es solo en las últimas dos décadas que sabemos que los neutrinos poseen una masa de descanso finita, en marcado contraste con las expectativas de los teóricos de las partículas. Este avance se debe a los profesores Arthur B. McDonald Queens University, Canadá y Takaaki Kajita Universidad de Tokio, Japón y sus equipos internacionales ", continúa Guido Drexlin. Fueron los primeros en obtener evidencia irrefutable de las transiciones de sabores de neutrinos, lo que les valió el Premio Nobel de Física en 2015. Hoy, el no-cerola masa en reposo de neutrinos sigue siendo la única indicación de física novedosa más allá del Modelo Estándar que se ha verificado en el laboratorio.
Los descubrimientos de McDonald y Kajita muestran que los neutrinos tienen masa, pero no nos dicen cuánto. KATRIN utilizará diferentes principios físicos y métodos experimentales para realizar una medición independiente de modelo de la masa de neutrinos. Los dos premios Nobel,quienes están en contacto cercano con KATRIN, asistirán al Coloquio de Inauguración, al igual que muchos otros colegas internacionales. "KATRIN es una misión emblemática internacional, y estamos ansiosos por conocer sus primeros resultados", declararon ambos galardonados antes del hito., donde se inyectará por primera vez gas tritio molecular de alta pureza en la fuente KATRIN como emisor ß.
Más tarde, aproximadamente 100.000 millones de procesos de descomposición ß de tritio molecular por segundo liberarán un electrón y un neutrino cada uno, que comparten entre ellos la energía de descomposición de 18,6 keV en un proceso estadístico. En casos extremadamente raros, el neutrino aparece casi "con las manos vacías ", mientras que el electrón obtiene casi toda la energía. La famosa fórmula E = mc² de Einstein nos dice que el neutrino invisible tiene que transportar al menos su masa en reposo, que el electrón carece. Es esta cantidad mínima deenergía faltante en el espectro de energía de electrones que busca la escala de neutrinos KATRIN, hasta un nivel de 0.2 eV correspondiente a la masa inconcebiblemente pequeña de 3.6 x 10-37 kg, que es un orden de magnitud más sensible que los experimentos anteriores.Esto requería una fuerza de fuente de tritio sin precedentes, aumentada por un factor de 100 y propiedades de espectroscopía mucho mejores. "KATRIN es una verdadera maravilla tecnológica", comenta Ernst Otten, profesor emérito de la Universidad de Mainz, una de las grasas fundadoras.la suya de KATRIN, quien dirigió el antiguo experimento de masa de neutrinos de Mainz.
Durante la fase de puesta en servicio, el equipo de KATRIN probó con éxito muchas novedades tecnológicas y alcanzó varios récords mundiales. "Una historia de éxito increíble es nuestro sistema de alta tensión ultra preciso y el sistema de electrodos a base de alambre de 700 m² para el espectrómetro muy grande,"dice Christian Weinheimer, profesor de la Universidad de Münster, quien también es co-vocero científico de KATRIN. Él y su equipo han desarrollado y construido varios componentes importantes y, por lo tanto, contribuyeron significativamente al éxito del proyecto. VariosLas nuevas tecnologías desarrolladas para KATRIN ahora se utilizan también en otros experimentos y son aplicadas por otras disciplinas.El equipo internacional de KATRIN logró dominar un desafío final: los requisitos muy estrictos sobre la estabilidad de los parámetros de origen se mejoraron en un orden de magnitud..
La fuente de tritio de KATRIN se encuentra dentro de un criostato altamente complejo de 16 m de largo que se encuentra, al igual que todos los demás componentes fuente, en el Laboratorio de Tritio de Karlsruhe TLK. TLK ofrece una infraestructura y experiencia de tritio únicas en todo el mundo, quees la razón por la cual KATRIN está ubicado en KIT. Los electrones en gran número de la fuente son guiados por fuertes imanes superconductores al espectrómetro electrostático muy grande, el corazón de KATRIN. En 2006, este enorme buque fue enviado en un espectacular viaje por mar.desde el fabricante en la Alta Baviera hasta KIT a través del río Danubio, el Mediterráneo y los mares del norte y el río Rin. Desde hace muchos años, el espectrómetro ha tenido el récord de ser el recipiente de vacío ultra alto más grande del mundo con unpresión final tan baja como en la superficie lunar. Un sistema de sistemas de bombeo activo y pasivo asegura que ninguna molécula de tritio avance al vacío extremo del espectrómetro.
Después de varios años de planificación, construcción y puesta en servicio de los componentes principales de la configuración de 70 m de longitud, los casi 200 miembros de la Colaboración internacional KATRIN de 20 instituciones en 7 países ahora esperan el inminente inicio de las mediciones en junio2018. "Estoy muy orgulloso de nuestro equipo entusiasta con su gran compromiso y su amplia experiencia", enfatiza Drexlin, quien también coordinó la asamblea de KATRIN en KIT como jefe de proyecto. "Mi cordial agradecimiento al Ministerio Federal de Educación yInvestigación y la Asociación Helmholtz que apoyó y financió la instalación de KATRIN durante un período de muchos años ".
"Las propiedades únicas de la fuente y el espectrómetro son de gran importancia para el complejo análisis de datos de KATRIN", enfatiza la Dra. Kathrin Valerius, quien dirige un Grupo de Investigadores Jóvenes de Helmholtz en KIT. Junto con sus jóvenes colegas, profesoras Susanne Mertens delEl Instituto Max Planck de Física y la Universidad Técnica de Munich y Diana Parno de la Universidad Carnegie Mellon, EE. UU., Dirige y coordina el trabajo del equipo de análisis internacional. "Las primeras semanas de toma de datos en condiciones nominales serán más desafiantes y emocionantes,Al entrar en terreno experimental inexplorado, "los tres jóvenes especialistas en análisis están de acuerdo. Su equipo internacional está formado por investigadores posdoctorales y de doctorado, así como estudiantes de maestría y licenciatura. El ambicioso y altamente motivado equipo está bien capacitado y espera los desafíos para determinarla masa de neutrinos
Con el Coloquio de Inauguración oficial el 11 de junio, el equipo de KATRIN ha realizado un sueño de larga data. "Solo con determinación, entusiasmo y una buena dosis de audacia se puede implementar un proyecto pionero, como KATRIN", Hamish Robertson, Profesor de la Universidad de Washington en Seattle, EE. UU., Y portavoz estadounidense a largo plazo de KATRIN, resume el largo camino desde las primeras ideas en 2001 hasta la actualidad. Como inventor de la fuente de tritio molecular gaseoso en uso en KATRIN y coordinador deLas importantes actividades de los Estados Unidos para KATRIN, él puede mirar hacia atrás en varias décadas de hitos en la investigación de neutrinos.
Los dos co-portavoces explican: "Nuestro camino ha estado lleno de desafíos. Ahora, estamos en el inicio de la toma de datos y esperamos resultados emocionantes de KATRIN, como era una buena tradición en la física experimental de neutrinos en las últimas décadas".Ellos y todo el equipo esperan que las mediciones futuras que durarán hasta la próxima década produzcan resultados de alto impacto.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :