|
Призрачные частицы сохраняют массу в скрытом измерении
|
|
|
|
Ученые использовали ультрасовременный мегаспектрометр в Германии для теоретического обоснования дикой идеи, которая могла бы помочь объяснить главный вопрос в мире темной энергии и нейтринных частиц: могут ли некоторые нейтрино, известные как правосторонние нейтрино, удерживать свои массы в карманном измерении микронного размера? Если это так, то эти нейтрино могут соответствовать более широкой теории, называемой Предложением о темном измерении, которая стремится объединить такие понятия, как темная материя и энергия, с идеей (возможно, изменяющейся) космологической постоянной.
|
|
|
|
Когда появляется новая важная идея — например, теория темного измерения, правостороннего нейтрино или изменяющейся космологической постоянной, - ученые могут начать работать с учетом этой идеи. Это приводит их к таким вопросам, как: какой эксперимент даст нам результат, подтверждающий или опровергающий эту теорию?
|
|
|
|
Это, в свою очередь, побуждает исследователей разрабатывать эксперименты, подобные эксперименту с тритиевыми нейтрино KATRIN в Карлсруэ. KATRIN - это гигантская масс-спектрометрическая установка, которая весит более 200 тонн и выдает большие наборы данных, которые могут быть проанализированы для проверки различных теорий. Внутри ученые изучают один из циклов радиоактивного распада с самой низкой энергией - цикл распада изотопа водорода трития — чтобы попытаться выделить нейтрино.
|
|
|
|
Игнатиос Антониадис, Ауттакит Чатрабхути и Хироси Исоно представляют исследовательский отдел физики высоких энергий Университета Чулалонгкорн (Чула) в Бангкоке, Таиланд. Их наблюдения в этой статье, опубликованной в настоящее время в журнале Journal of High Energy Physics, подробно описывают, как ученые проанализировали свои данные KATRIN на предмет признаков сверхуловимого нейтрино, называемого правосторонним нейтрино, которое может соответствовать темной материи. Все частицы обладают хиральностью (направлением вращения), которую мы называем левосторонней или правосторонней. Все известные нейтрино являются левосторонними, но теория утверждает, что правосторонние нейтрино действительно существуют, а это означает, что правосторонние нейтрино могут быть частью другой парадигмы.
|
|
|
|
|
|
|
Нейтрино настолько крошечные, что практически не имеют массы, что их очень трудно выделить. Но мы точно знаем, что они образуются в результате реакций, происходящих в KATRIN, и по состоянию на весну этого года мы знаем, что нейтрино “по меньшей мере в миллион раз легче электронов” (по данным Министерства энергетики США).
|
|
|
|
В статье ученые объяснили, что им удалось преобразовать данные KATRIN в один из способов проверки теории дополнительных измерений. Измерения, как известно, “сложены” по массе, в том числе одно из них, где нейтрино являются самыми тяжелыми, а не самыми легкими. Когда вы наносите массы нейтрино на график вдоль большой разделенной линии, это показывает, частью какого измерения, вероятно, является каждое нейтрино. Ученые составили сценарий, в котором нейтрино вели бы себя определенным образом (чтобы увидеть сигнатуру этого сценария), и сравнили его с реальными данными, полученными от KATRIN:
|
|
|
|
Образование нейтрино должно проявляться в виде излома в спектре бета-распада в зависимости от энергии электронов. Мы определили две различные области в пространстве параметров, где могут быть получены простые аналитические выражения, что приводит к качественно различным экспериментальным признакам в пределах чувствительности KATRIN.
|
|
|
|
Другими словами, область, изученная КАТРИН, включает в себя два места, где ученые могли бы искать излом на энергетическом уровне, соответствующий правостороннему нейтрино, действующему в соответствии с теорией Темного измерения. Более того, это дает двойной эффект, поскольку другие ученые теперь могут изучать данные KATRIN аналогичным образом и разрабатывать новые установки для получения данных, учитывающих эти полосы пропускания.
|
|
|
|
Источник
|
