|
Объяснение нейтринных аномалий не подтвердили
|
|
|
|
Физики изучили данные с высокочувствительного детектора на пересечении двух пучков частиц и не нашли там указаний на существование одного стерильного нейтрино. Этот результат сужает область, в которой исследователи будут изучать Новую физику.
|
|
|
|
Ученым известны три типа, или лептонных аромата, нейтрино: мюонное, электронное и тау-нейтрино. Они могут переходить из одного типа в другой, это явление называют «нейтринными осцилляциями». Стандартная модель физики элементарных частиц не может объяснить эти превращения. В рамках нее у нейтрино не должно быть и массы, но ученые доказали, что она есть.
|
|
|
|
Так как Стандартная модель в принципе не описывает все, ученые продолжают исследования в поисках универсальных законов Вселенной. Например, Нейтринная минимальная стандартная модель (neutrino minimal standard model, MSM) расширяет Стандартную так, чтобы объяснять переходы нейтрино между ароматами. В ней добавлены три очень легких стерильных нейтрино, не участвующих в слабом взаимодействии.
|
|
|
|
Но Нейтринная минимальная стандартная модель не объясняет все поведение нейтрино, аномалии остаются. Физики предполагали, что их может объяснить существование четвертого стерильного нейтрино.
|
|
|
|
Международная коллаборация ученых, работающая над экспериментом MicroBooNE в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми Министерства энергетики США, не смогла найти в экспериментальных данных доказательств существования четвертого стерильного нейтрино. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature.
|
|
|
|
|
|
|
В модели vMSM стерильные нейтрино вообще не взаимодействует с веществом, в отличие от мюонного, электронного и тау-нейтрино. Тем не менее, если они существуют, ученые должны быть в состоянии отследить их влияние.
|
|
|
|
Высокочувствительный детектор MicroBooNE расположен на пути двух разных пучков нейтрино в Фермилабе (США): Booster Neutrino Beam и NuMI. С 2015 по 2021 год ученые с помощью него наблюдали за поведением элементарных частиц. По словам физиков, собранные данные исключают объяснение нейтринных аномалий с помощью единственного стерильного нейтрино с достоверностью 95 процентов.
|
|
|
|
Такая достоверность в физике элементарных частиц позволяет отбросить гипотезу с одним стерильным нейтрино, для доказательства открытия была бы нужна большая достоверность. Хотя гипотеза не опровергнута полностью, она перестала быть основным кандидатом для объяснения нейтринных аномалий. Это важный и полезный для физики элементарных частиц вывод. Он не отсекает возможность объяснить аномалии системой из нескольких стерильных нейтрино.
|
|
|
|
«Каждый раз, когда вы исключаете одну из возможных областей существования физики за пределами Стандартной модели, можете идти искать ее в других местах. Этот результат подстегнет творческий поиск в физике нейтрино, сообществу придется найти еще более увлекательные способы поиска новой физики. Иногда в науке то, что вы не находите, так же важно, как и то, что находите», — отметил Джастин Эванс (Justin Evans), профессор физики элементарных частиц Манчестерского университета и представитель коллаборации MicroBooNE.
|
|
|
|
Источник
|
