Что если темная материя — мираж? 70-метровая установка KATRIN не нашла стерильных нейтрино после 259 дней поисков
NewsMakerПочему вся Вселенная держится вместе? Очередная теория учёных дала трещину.
Исследователи KATRIN сделали новый шаг в давней загадке нейтринной физики и представили результаты экспериментов, которые снова изменили расстановку сил в этой области. Речь идёт об исчезающе слабых частицах, которые ежедневно проходят сквозь человеческое тело огромными потоками, но почти не оставляют следов. Три вида нейтрино, признанные Стандартной моделью, - электронное, мюонное и тау - способны превращаться друг в друга на ходу, что в своё время и доказало наличие массы. Но уже много лет физики не могут разобраться с одним странным несоответствием: некоторые опыты фиксировали небольшие отклонения в количестве зарегистрированных частиц, намекая на существование ещё одного, куда менее заметного участника.
Так постепенно появилась идея, что где-то может скрываться отдельный, «стерильный» тип нейтрино. Он реагировал бы на окружающий мир ещё слабее, чем известные разновидности, и потому легко ускользал бы от прямых измерений. Если бы такой объект всё же подтвердили, это серьёзно изменило бы представления о строении Вселенной: возможно, именно он мог бы объяснить природу тёмной материи, удерживающей галактики от расползания.
Эксперимент KATRIN занялся прямым поиском такого кандидата. Учёные сосредоточились на спектре электронов, рождающихся при бета-распаде трития. Если в процессе участвует тяжёлое стерильное нейтрино, энергетическая кривая должна слегка исказиться - появилось бы характерное отклонение, по которому можно судить о наличии той самой скрытой частицы. Для столь чувствительного анализа в Германии построили установку длиной около семидесяти метров, где каждый элемент заточен под измерения на границе возможного.
Оборудование работает по довольно прозрачной схеме. Газообразный тритий служит источником электронов, гигантский спектрометр отвечает за точность их энергетической оценки, а конечный регистратор считает каждое событие, подходящее под критерии исследования. С 2019 года команда последовательно накапливала данные, выискивая малейшие искажения, которые могли бы выдать себя в виде небольшого излома на графике.
Исследователи KATRIN сделали новый шаг в давней загадке нейтринной физики и представили результаты экспериментов, которые снова изменили расстановку сил в этой области. Речь идёт об исчезающе слабых частицах, которые ежедневно проходят сквозь человеческое тело огромными потоками, но почти не оставляют следов. Три вида нейтрино, признанные Стандартной моделью, - электронное, мюонное и тау - способны превращаться друг в друга на ходу, что в своё время и доказало наличие массы. Но уже много лет физики не могут разобраться с одним странным несоответствием: некоторые опыты фиксировали небольшие отклонения в количестве зарегистрированных частиц, намекая на существование ещё одного, куда менее заметного участника.
Так постепенно появилась идея, что где-то может скрываться отдельный, «стерильный» тип нейтрино. Он реагировал бы на окружающий мир ещё слабее, чем известные разновидности, и потому легко ускользал бы от прямых измерений. Если бы такой объект всё же подтвердили, это серьёзно изменило бы представления о строении Вселенной: возможно, именно он мог бы объяснить природу тёмной материи, удерживающей галактики от расползания.
Эксперимент KATRIN занялся прямым поиском такого кандидата. Учёные сосредоточились на спектре электронов, рождающихся при бета-распаде трития. Если в процессе участвует тяжёлое стерильное нейтрино, энергетическая кривая должна слегка исказиться - появилось бы характерное отклонение, по которому можно судить о наличии той самой скрытой частицы. Для столь чувствительного анализа в Германии построили установку длиной около семидесяти метров, где каждый элемент заточен под измерения на границе возможного.
Оборудование работает по довольно прозрачной схеме. Газообразный тритий служит источником электронов, гигантский спектрометр отвечает за точность их энергетической оценки, а конечный регистратор считает каждое событие, подходящее под критерии исследования. С 2019 года команда последовательно накапливала данные, выискивая малейшие искажения, которые могли бы выдать себя в виде небольшого излома на графике.