Где антинейтрино? Или несколько слов о загадке пропавшей частицы
Нейтрино давно путает физиков своей сверхъестественной способностью избегать обнаружения: некогда ученые не могли найти целых две трети солнечных нейтрино, которые должны были попасть на Землю. Перерасчет старых измерений также показывает, что исследователи недооценивали количество частиц-партнеров из мира антиматерии – антинейтрино, которые возникали во время экспериментов на ядерном реакторе.
Результаты последних экспериментов показывают, что недостача может быть вызвана превращением антинейтрино в так называемые "стерильные антинейтрино", которые не могут быть непосредственно обнаружены и которые могут стать ясным свидетельством эффектов, выходящих за пределы Стандартной модели элементарных частиц.
В 1960-х годах физик Рэй Дэвис (Ray Davis), работая глубоко под землей в золотой шахте Хоумстейк в Южной Дакоте, показал, что поток солнечных нейтрино, попадающих на Землю, втрое меньше, чем предсказывали теоретические расчеты ядерных реакций на Солнце, сделанные Джоном Бакалом (John Bahcall). Позже Дэвис получил Нобелевскую премию за вклад в нейтринную астрофизику.
Считалось, что эта загадка пропавших частиц была решена в 2001 году, когда нейтринная обсерватория Садбери в Канаде нашла недостающие две трети альтернативными методами обнаружения. Ученые посчитали доказанным, что свойства массы нейтрино позволяют им колебаться между тремя ароматами (так называют разновидности нейтрино): электроным, мюонным и тау. Дэвис обнаружил только электронные нейтрино.
До сих пор эксперименты в общих чертах подтверждали правильность этих выводов. Но уточненные расчеты показывают, что на этом история не закончилась. Французский исследователь Тьери Ласер (Thierry Lasserre) и его коллеги из французской Комиссии по атомной энергии проверили на детекторах Double Chooz в Арденнах существующие с 80-х годов предварительные расчеты частоты появления нейтрино в ядерных реакторах.
Они обнаружили, что рождается на 3% больше нейтрино, чем прогнозировалось ранее. Результаты эксперимента Ласера были проверены другими исследователями, которые получили тот же результат. Это значит, что ранее несколько поколений экспериментов пропускали небольшую долю частиц.
"Результаты эксперимента могут стать доказательством того, что в ходе осцилляций нейтрино и антинейтрино могут переходить в четвертую, так называемую "стерильную" разновидность, которая не взаимодействует с обычной материей", – говорит Карло Джунти (Carlo Giunti), физик из Университета Турина.
Ранее эксперименты показывали, что "стерильные" частицы могут существовать, и поиск доказательств этого стал актуальной задачей для физиков.
Нейтрино давно путает физиков своей сверхъестественной способностью избегать обнаружения: некогда ученые не могли найти целых две трети солнечных нейтрино, которые должны были попасть на Землю. Перерасчет старых измерений также показывает, что исследователи недооценивали количество частиц-партнеров из мира антиматерии – антинейтрино, которые возникали во время экспериментов на ядерном реакторе.
Результаты последних экспериментов показывают, что недостача может быть вызвана превращением антинейтрино в так называемые "стерильные антинейтрино", которые не могут быть непосредственно обнаружены и которые могут стать ясным свидетельством эффектов, выходящих за пределы Стандартной модели элементарных частиц.
В 1960-х годах физик Рэй Дэвис (Ray Davis), работая глубоко под землей в золотой шахте Хоумстейк в Южной Дакоте, показал, что поток солнечных нейтрино, попадающих на Землю, втрое меньше, чем предсказывали теоретические расчеты ядерных реакций на Солнце, сделанные Джоном Бакалом (John Bahcall). Позже Дэвис получил Нобелевскую премию за вклад в нейтринную астрофизику.
Считалось, что эта загадка пропавших частиц была решена в 2001 году, когда нейтринная обсерватория Садбери в Канаде нашла недостающие две трети альтернативными методами обнаружения. Ученые посчитали доказанным, что свойства массы нейтрино позволяют им колебаться между тремя ароматами (так называют разновидности нейтрино): электроным, мюонным и тау. Дэвис обнаружил только электронные нейтрино.
До сих пор эксперименты в общих чертах подтверждали правильность этих выводов. Но уточненные расчеты показывают, что на этом история не закончилась. Французский исследователь Тьери Ласер (Thierry Lasserre) и его коллеги из французской Комиссии по атомной энергии проверили на детекторах Double Chooz в Арденнах существующие с 80-х годов предварительные расчеты частоты появления нейтрино в ядерных реакторах.
Они обнаружили, что рождается на 3% больше нейтрино, чем прогнозировалось ранее. Результаты эксперимента Ласера были проверены другими исследователями, которые получили тот же результат. Это значит, что ранее несколько поколений экспериментов пропускали небольшую долю частиц.
"Результаты эксперимента могут стать доказательством того, что в ходе осцилляций нейтрино и антинейтрино могут переходить в четвертую, так называемую "стерильную" разновидность, которая не взаимодействует с обычной материей", – говорит Карло Джунти (Carlo Giunti), физик из Университета Турина.
Ранее эксперименты показывали, что "стерильные" частицы могут существовать, и поиск доказательств этого стал актуальной задачей для физиков.
No comments:
Post a Comment