В поисках "новой физики" ученые опровергли гипотезу десятилетней давности о загадочной частице
- Физики из коллаборации MicroBooNE опровергли гипотезу о существовании стерильного нейтрино после десятилетних исследований.
- Результаты эксперимента MicroBooNE, опубликованные в журнале Nature, исключили наличие стерильных нейтрино с 95-процентной уверенностью.
После десяти лет исследований и сбора данных физики из коллаборации MicroBooNE официально отказались от одной из самых обсуждаемых теорий в физике элементарных частиц.
Ученые из Фермилаб и Ратгерского университета проверяли гипотезу о существовании так называемого стерильного нейтрино, которое могло бы объяснить аномалии, не вписывающиеся в Стандартную модель, однако результаты анализа оказались неожиданными, рассказывает 24 Канал со ссылкой на SciTechDaily.
Смотрите также Точные измерения "частицы призрака" приблизили физиков к разгадке существования Вселенной
Почему физики отказались от идеи стерильного нейтрино?
Результаты, опубликованы в журнале Nature, были получены в ходе эксперимента MicroBooNE в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (Fermilab) в США. Используя высокочувствительный детектор на жидком аргоне для анализа двух пучков нейтрино, команда исследователей с 95-процентной уверенностью исключила наличие стерильных нейтрино.
Эндрю Мастбаум, доцент физики из Ратгерского университета, отметил, что этот результат является важным моментом для отрасли. По его словам, хотя это и не раскрывает всех тайн Вселенной, исключение "главного подозреваемого" позволяет сосредоточиться на других гипотезах.
Нейтрино
Крошечные субатомные частицы, которые почти не взаимодействуют с материей и способны беспрепятственно пролетать сквозь целые планеты. Согласно Стандартной модели, существует три типа нейтрино: электронные, мюонные и тау-нейтрино. Они могут превращаться друг в друга благодаря процессу осцилляции.
Предыдущие эксперименты фиксировали странное поведение частиц, которое не вписывалось в эти рамки. Чтобы объяснить аномалии, ученые предположили существование четвертого типа – стерильного нейтрино, которое взаимодействует с миром лишь через гравитацию, что делает его крайне сложным для обнаружения.
Почему это важное открытие?
В течение десятилетия команда MicroBooNE собирала данные, чтобы проверить эту идею, измеряя осцилляции нейтрино. В конце концов, никаких признаков стерильных нейтрино обнаружено не было. Мастбаум, который руководил анализом данных и оценкой систематических погрешностей, подчеркнул важность точности. Понимание того, как нейтрино взаимодействуют с атомными ядрами и как реагирует детектор, позволило ученым сделать надежные выводы.
Весомый вклад в исследование сделали ученые из Ратгерского университета. Аспирант Панайотис Энглезос работал в команде управления данными и создавал симуляции, а Кенг Лин помогал проверять поток нейтрино из пучка NuMI. Их работа обеспечила точность выводов эксперимента.
Полученные результаты сужают круг поисков "новой физики", ведь Стандартная модель до сих пор не объясняет природу темной материи, темной энергии или гравитации. Методы анализа, разработаны для MicroBooNE, уже используются в следующих проектах, таких как Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), что поможет глубже исследовать природу материи.