Нейтрино могут вообще не существовать

Экзотические субатомные частицы, стерильные нейтрино, не появляются в экспериментах, что увеличивает сомнения в их существовании.

Физики из Университета Цинциннати в составе международной исследовательской группы ставят под сомнение существование экзотической субатомной частицы, которую не удалось обнаружить в двойных экспериментах.

Поиски стерильного нейтрино

Доцент UC College of Arts and Sciences Александр Суза и доцент Адам Аурисано приняли участие в эксперименте в Национальной ускорительной лаборатории Ферми в поисках стерильных нейтрино - предполагаемого четвертого "сорта" нейтрино, который дополнит ряд мюонных, тау и электронных нейтрино, как элементарных частиц, составляющих известную Вселенную.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

По словам Соуза, поиск четвертого типа нейтрино будет огромным. Это переосмыслило бы наше понимание элементарных частиц и их взаимодействий в том, что называется Стандартной моделью.

Исследователи в двух экспериментах под названием Daya Bay и MINOS+ сотрудничали над дополнительными проектами в интенсивной попытке найти стерильные нейтрино, используя самые передовые и точные в мире инструменты.

" Кажется, мы не нашли для них никаких доказательств", - сказал Аурисано.

"Это важный результат для физики частиц". Он дает почти окончательный ответ на вопрос, который длится уже более 20 лет." - Александр Соуса, доцент кафедры физики.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters и опубликовано в журнале Physics Magazine, издаваемом Американским физическим обществом.

Работа базируется на предыдущих исследованиях, которые предлагали заманчивые возможности для нахождения стерильных нейтрино. Но новые результаты предполагают, что стерильные нейтрино, возможно, не были ответственны за ранее наблюдавшиеся аномалии, сказал Аурисано.

"Наши результаты несовместимы с интерпретацией аномалий стерильными нейтрино", - сказал он. "Поэтому эти эксперименты устраняют возможность того, что только колебания нейтрино объясняют эти аномалии".

Нейтрино такие крошечные, что их нельзя разбить на что-то меньшее. Они настолько малы, что проходят практически через все - горы, свинцовые своды, вас - триллионами каждую секунду практически со скоростью света. Они генерируются реакциями ядерного синтеза, питающими Солнце, радиоактивными распадами в ядерных реакторах или в земной коре, в лабораториях ускорителей частиц и других источниках.

И по мере их перемещения они часто переходят из одного типа (тау, электрон, мюон) в другой или обратно.

Но теоретики предположили, что, возможно, существует четвертое нейтрино, которое взаимодействует только с гравитацией, что делает их гораздо труднее обнаружить, чем три другие, которые также взаимодействуют с материей через слабые ядерные силы.

Эксперимент Daya Bay состоит из восьми детекторов, размещенных вокруг шести ядерных реакторов за пределами Гонконга. МИНОС+ использует ускоритель частиц в Иллинойсе, чтобы пропустить луч нейтрино на 456 миль через кривизну Земли к детекторам, ожидающим в Миннесоте.

"Мы все были бы очень рады найти доказательства стерильных нейтрино, но данные, которые мы собрали до сих пор, не поддерживают никаких видов стерильных нейтрино колебаний", - сказал Педро Очоа-Рикоу (Pedro Ochoa-Ricoux), адъюнкт-профессор Калифорнийского Университета в Ирвине.

Исследователи ожидали, что мюонные нейтрино, похоже, исчезнут в воздухе, когда они превратятся в стерильные нейтрино. Но это не то, что случилось.

"Мы ожидали, что мюонные нейтрино будут колебаться до стерильных нейтрино и исчезнут", - сказал Аурисано.

Несмотря на полученные данные, Аурисано сказал, что считает, что стерильные нейтрино действительно существуют, по крайней мере, в какой-то форме.

"Я думаю, что стерильные нейтрино реальны при высоких энергиях". В самом начале Вселенной можно было бы ожидать, что будут существовать стерильные нейтрино", - сказал он. "Без них трудно объяснить аспекты нейтринной массы".

Но Аурисано скептически относится к поиску легких стерильных нейтрино, которые многие теоретики ожидали найти в экспериментах.

"Наш эксперимент отвергает легкие или стерильные нейтрино нижней массы", - сказал он.

Соуза сказал, что некоторые из его исследований были несколько урезаны глобальной пандемией COVID-19, когда Fermilab закрыла работу ускорителя на месяцы раньше, чем ожидалось. Но исследователи продолжали использовать массивные суперкомпьютеры для изучения данных экспериментов, даже работая из дома во время карантина.

"Это одно из благословений физики высоких энергий", - сказал Аурисано. "Fermilab располагает всеми данными в сети, а вычислительная инфраструктура разбросана по всему миру". Пока у вас есть интернет, вы можете получить доступ ко всем данным и ко всем вычислительным средствам для проведения анализа".

Тем не менее, Аурисано сказал, что для того, чтобы работать на дому, нужно немного приспосабливаться.

" Было проще работать в офисе. Иногда бывает трудно работать дома", - сказал он. опубликовано econet.ru по материалам scitechdaily.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet