В Баксанской обсерватории на Кавказе нашли следы новой частицы — стерильного нейтрино
Странный разрыв между теоретическими предсказаниями и экспериментальными результатами в крупном международном исследовательском проекте может быть признаком неуловимого стерильного нейтрино — частицы настолько незаметной, что ее можно обнаружить лишь по тишине, которую она оставляет после себя.
Результаты исследования опубликованы в двух научных журналах: Physical Review Letters и Physical Review C. Об открытии рассказывают Phys.org и ScienceAlert.
Недвусмысленное свидетельство существования гипотетического стерильного нейтрино могло бы предоставить физикам надежного кандидата на роль загадочной частицы темной материи. С другой стороны, все может просто сводиться к проблеме в теории, в изначальных расчетах, используемых для описания причудливого поведения нейтрино. Это также стало бы важным моментом в истории физики.
Несмотря на то, что нейтрино входят в число самых распространенных частиц во Вселенной, ее, как известно, трудно поймать. Когда почти нет массы, нет электрического заряда и можно дать знать о своем присутствии только благодаря слабому ядерному взаимодействию. Космические нейтрино уже были зафиксированы, в том числе российскими приборами. Теперь очередь за еще более странным стерильным нейтрино.
Первые смутные данные о стерильном нейтрино появились еще в 90-х, результаты нынешнего эксперимента подтверждают их. Присутствие стерильного нейтрино можно заметить только благодаря короткой паузе, которая происходит при взаимодействии известных частиц.
Баксанская нейтринная обсерватория находится в России в горах Кавказа, на глубине почти 2 км под поверхностью, что спасает суперчувствительные приборы от внешних воздействий.
Во время эксперимента ученые использовали 26 облученных дисков хрома-51 (синтетического радиоизотопа хрома и источника нейтрино) для облучения внутреннего и внешнего резервуара галлия (мягкого металла, который использовался в предыдущих экспериментах). Реакция между нейтрино от хрома-51 с галлием приводит к образованию изотопа германия-71. Измеренная скорость формирования германия-71 была на 20–24% ниже, чем ожидалось на основе теоретических расчетов. Это несоответствие — и есть та аномалия, которая указывает на существования стерильного нейтрино.
Однако это пока не означает то, что результат можно однозначно толковать как обнаружение частицы «темной материи». Возможно, что это просто ошибка в расчетах, еще один пробел в существующей Стандартной модели физики.
Даже если второе, то это само по себе неплохо. Уточнения базовой структуры ядерной физики могут иметь положительные последствия и привести к объяснениям остающихся больших загадок науки.
А если это действительно признак стерильного нейтрино, то ученые могли бы, наконец, получить доказательства того, что есть частица, которое существует в огромных количествах, но почти не оставляет следов — лишь гравитационную ямку в ткани пространства.
