802013246.jpg

По словам ученых, которые искали жизненно важный строительный блок Вселенной, открылась новая глава в физике.

Был проведен крупный эксперимент для поиска неуловимой субатомной частицы: ключевого компонента материи, из которой состоит наша повседневная жизнь.

В ходе поиска не удалось найти частицу, известную как стерильное нейтрино.

Теперь это направит физиков к еще более интересным теориям, которые помогут объяснить, как возникла Вселенная.

Профессор Марк Томсон, исполнительный председатель Совета по науке и технологиям (STFC), который финансирует вклад Великобритании в эксперимент Microboone, назвал результат «довольно захватывающим».

Это потому, что значительная часть физиков развивает свои теории на основании того, что существование стерильного нейтрино было возможным.

«Это было там уже давно и вызвало большой интерес», — сказал профессор Томсон BBC News.

«Результат действительно интересен, потому что он оказывает влияние на новые теории в физике элементарных частиц и космологии».

Эксперимент Microboone проводится в Национальной ускорительной лаборатории Ферми (Fermilab) США в Батавии, штат Иллинойс, недалеко от Чикаго. Но в проекте задействованы физики из многих стран.

Нейтрино — это призрачные субатомные частицы, которые пронизывают Вселенную, но почти не взаимодействуют с повседневным миром вокруг нас. Каждую секунду миллиарды из них проходят прямо через Землю — и все живущие на ней.

Нейтрино бывают трех известных типов или ароматов — электронное, мюонное и тау. В 1998 году японские исследователи обнаружили, что нейтрино меняют один вкус на другой во время путешествия.

Это изменение вкуса не может быть полностью объяснено нынешней «большой теорией» субатомной физики, называемой Стандартной моделью. Некоторые физики считают, что выяснение того, почему нейтрино имеет такую ​​крошечную массу — что позволяет им изменять аромат — даст им более глубокое понимание того, как работает Вселенная и, в частности, как она возникла.

Антиматерия

Современные теории предполагают, что вскоре после Большого взрыва было равное количество материи и ее теневого зеркального отражения антиматерии. Однако, когда материя сталкивается с антиматерией, они яростно уничтожают друг друга, высвобождая энергию. Если бы в ранней Вселенной было равное количество, они должны были бы компенсировать друг друга.

Вместо этого большая часть Вселенной сегодня состоит из материи с гораздо меньшим количеством антиматерии.

Некоторые ученые считают, что в нейтрино, меняющем аромат, содержится космическая ловкость рук, которая позволила некоторой материи выжить после Большого взрыва и создать планеты, звезды и галактики, составляющие Вселенную.

В 1990-х годах в ходе эксперимента под названием «Жидкий сцинтилляционный нейтринный детектор» в Лос-Аламосской национальной лаборатории Министерства энергетики США в Нью-Мексико было произведено больше электронных нейтрино, чем можно было бы объяснить с помощью теории смены ароматов с тремя нейтрино. Этот результат был подтвержден отдельным экспериментом в 2002 году.

Физики предположили существование четвертого аромата, называемого стерильным нейтрино. Они считали, что эта форма частицы может объяснить перепроизводство электронных нейтрино и, что особенно важно, дать представление о том, почему частицы меняют аромат.

Их назвали стерильными нейтрино, потому что предсказано, что они вообще не взаимодействуют с веществом, тогда как другие нейтрино могут — хотя и очень редко. Обнаружение стерильного нейтрино было бы большим открытием в субатомной физике, чем бозон Хиггса, потому что, в отличие от других форм нейтрино и частицы Хиггса, он не является частью текущей Стандартной модели физики.

Команда, в которую вошли около 200 ученых из пяти стран, разработала и построила эксперимент Micro Booster Neutrino, или Microboone, чтобы найти его. Microboone состоит из 150 тонн оборудования в пространстве размером с грузовик.

Его детекторы очень чувствительны: его наблюдения за субатомным миром можно сравнить с наблюдением в сверхвысоком разрешении.

Команда теперь объявила, что четыре отдельных анализа данных, собранных в ходе эксперимента, не показывают «никаких намеков» на стерильное нейтрино.

Новая глава

Но этот результат — не столько конец истории, сколько начало новой главы.

Доктор Сэм Зеллер из Fermilab говорит, что необнаружение не должно противоречить предыдущим выводам.

«Предыдущие данные не лгут», — сказала она.

«Происходит кое-что действительно интересное, что нам еще нужно объяснить. Данные уводят нас от вероятных объяснений и указывают на что-то более сложное и интересное, что действительно захватывающе».

Профессор Джастин Эванс из Манчестерского университета считает, что загадка, вызванная последними открытиями, знаменует собой поворотный момент в исследованиях нейтрино.

«Каждый раз, когда мы смотрим на нейтрино, нам кажется, что мы находим что-то новое или неожиданное», — сказал он.

«Результаты Microboone ведут нас в новом направлении, и наша нейтринная программа поможет разобраться в некоторых из этих загадок».

Следите за сообщениями Паллаба в Twitter

Связанные Интернет-ссылки

Microboone

Совет по науке и технологиям

BBC не несет ответственности за содержание внешних сайтов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *