В теоретических описаниях свойств нейтрино нашли неточности

Технологии

ТАСС, 24 ноября. Опыты на коллайдере CLAS показали, что существующие физические теории недостаточно точно описывают свойства нейтрино и процесс их превращения в другие частицы. Это помешает поискам явлений, которые выходят за пределы общепринятых теоретических представлений физики частиц, на новых детекторах нейтрино, пишет пресс-служба МГУ им. Ломоносова. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nature.

На эту темуСверхмассивные черные дыры назвали источником всех космических нейтрино

"Мы воспользовались тем, что взаимодействия ядер атомов с нейтрино и электронами похожи, чтобы проверить, насколько точно существующие теоретические модели реконструируют поведение нейтрино. Оказалось, что существенные расхождения в измерениях и расчетах энергии частиц возникали даже при анализе самых простых взаимодействий частиц", – пишут исследователи.

Нейтрино – это самые легкие и многочисленные элементарные частицы. Они взаимодействуют с окружающей материей только посредством гравитационных и так называемых слабых взаимодействий. В середине прошлого века физики выяснили, что существует три вида подобных частиц — тау, электронные и мюонные нейтрино и антинейтрино.

Чуть позже ученые обнаружили, что нейтрино разных видов умеют периодически превращаться друг в друга. Сам факт существования этого процесса, так называемых "нейтринных осцилляций", указывает, что у этих частиц ненулевая масса, что не укладывается в Стандартную модель – теорию, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных науке элементарных частиц. Чтобы узнать эту массу, ученые строят новые крупные детекторы нейтрино, такие как японская установка Hyper-Kamiokande и американский проект DUNE.

Шансы подобных исследований на успех сильно зависят от того, насколько близки к реальности теоретические модели, которые описывают поведение разных типов нейтрино, в том числе их превращения друг в друга.

Физики под руководством Марианны Хачатрян из Университета Олд-Доминион (США) разработали методику, благодаря которой подобные выкладки можно максимально детально проверить с помощью данных коллайдера CLAS.

Идея ученых основывается на том, что нейтрино и электроны при взаимодействиях с нейтронами и протонами внутри ядер атомов должны вести себя похоже. Благодаря этому данные с CLAS можно использовать для оценки того, насколько точно существующие теоретические модели определяют, как меняется энергия, направление движения и прочие свойства нейтрино после столкновения с ядром.

Эти расчеты неожиданно показали, что все популярные теоретические модели, объясняющие осцилляции и другие свойства нейтрино, не могут точно предугадать даже самые простые последствия столкновений этих частиц и ядер атомов. При этом ученые обнаружили несколько закономерностей в данных, которые, как они надеются, помогут им исправить эти теоретические модели к моменту запуска Hyper-Kamiokande и DUNE.

Источник: tass.ru

Оцените статью