DigitalArtSpace

Ученые, участвующие в эксперименте MicroBooNE, проводимом в Национальной ускорительной лаборатории Ферми, опубликовали свежие результаты, которые не подтверждают наличие стерильных нейтрино — гипотетических частиц, которые ранее рассматривались как вероятное объяснение необычных данных, полученных в предыдущих исследованиях.

Нейтрино – одни из наиболее многочисленных частиц в космосе: по текущим данным, через тело человека ежесекундно пролетает несколько десятков триллионов нейтрино. Они слабо взаимодействуют с материей, поскольку им свойственны только слабое и гравитационное взаимодействия. Эта «неуловимая» особенность делает нейтрино одновременно ключевыми для понимания фундаментальных процессов и крайне сложными в исследовании.

В рамках Стандартной модели физики элементарных частиц нейтрино представлены тремя различными типами, или «ароматами». Важной чертой этих частиц является их способность к преобразованию из одного типа в другой в процессе перемещения – это явление называется нейтринными осцилляциями. Тем не менее, в начале 2000-х годов эксперименты LSND и MiniBooNE выявили аномалии, которые трудно согласовать с существующей моделью. Среди наиболее вероятных объяснений одной из гипотез является предположение о наличии четвёртого типа нейтрино – стерильного, которое не взаимодействует даже посредством слабого взаимодействия.

Эксперимент MicroBooNE был разработан с конкретной целью – подтвердить эту гипотезу. В его основе лежит детектор, заполненный жидким аргоном, представляющий собой временную проекционную камеру (LArTPC), обеспечивающую высокую точность регистрации взаимодействий нейтрино с атомами аргона. При столкновении нейтрино с атомом образуются заряженные частицы, которые выбивают электроны из атомов. Под воздействием электрического поля эти электроны перемещаются к считывающим элементам, создавая подробное трёхмерное представление о произошедшем событии.

Согласно результатам обработки данных, сигналы, полученные в эксперименте MicroBooNE, не указывают на осцилляции нейтрино в стерильные состояния. Эксперимент также не выявил ранее зарегистрированных аномалий, что позволило исключить несколько потенциальных объяснений, в частности, гипотезу, предполагающую участие стерильных нейтрино.

По мнению специалистов, участвовавших в работе, это не свидетельствует о полном раскрытии тайны предыдущих результатов. Вместе с тем, полученные данные значительно уменьшают количество вероятных интерпретаций и дают возможность точнее определить перспективы будущих изысканий. В частности, они указывают на то, что, если аномалии обусловлены новыми физическими явлениями, то их характер должен отличаться от общепринятого.

Эксперимент MicroBooNE входит в состав масштабной программы по изучению нейтрино, реализуемой на Fermilab в рамках проекта Short-Baseline Neutrino (SBN). Одновременно физики подготавливаются к следующему важному этапу – эксперименту DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). В ходе этого эксперимента нейтрино пройдут путь протяженностью приблизительно 1300 километров – из Иллинойса до подземного детектора, расположенного в Южной Дакоте.

Эксперимент DUNE предполагает использование существенно больших и более чувствительных детекторов на основе жидкого аргонного временипроекционного камерного детектора (LArTPC) и нейтринного пучка, охватывающего широкий диапазон энергий. Это даст возможность исследователям исследовать нейтринные осцилляции с невиданной ранее точностью, установить иерархию масс нейтрино и проверить симметрию между нейтрино и антинейтрино – вопрос, напрямую связанный с пониманием возникновения материи во Вселенной.

В итоге, данные, полученные в эксперименте MicroBooNE, не опровергают нейтринную физику, а, наоборот, сужают область поиска. Исключив одно из наиболее вероятных объяснений ранее выявленных отклонений, ученые получили более точное представление о том, в каких направлениях следует искать новые явления, выходящие за рамки Стандартной модели.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.