Расходимся, нас обманули. Почему физики 30 лет гонялись за частицей-призраком (и ничего не нашли).
NewsMakerСтерильной частицы не существует, и теперь придется придумывать что-то новое.
Физики почти тридцать лет спорили о том, существует ли в природе загадочный четвертый вид нейтрино, так называемое «стерильное» нейтрино, которое практически не взаимодействует с обычным веществом. Теперь, похоже, эта интрига подошла к концу: новые результаты эксперимента MicroBooNE в Fermilab показывают, что следов стерильных нейтрино не видно. Статья с выводами опубликована в журнале Nature, и она фактически закрывает одну из самых заманчивых идей современной физики частиц.
История началась с так называемой проблемы солнечных нейтрино. В 1960-х годах физики впервые смогли зарегистрировать нейтрино, летящие к нам от Солнца, и сразу столкнулись с загадкой: детекторы фиксировали их заметно меньше, чем предсказывала теория. Позже стало ясно, что нейтрино бывают в трех «сортов» или вкусах: электронные, мюонные и тау. Подозрение было таким: возможно, по дороге от Солнца до Земли одни виды нейтрино превращаются в другие, а детекторы настроены не на все сразу.
В 2002 году эксперимент Sudbury Neutrino Observatory подтвердил именно это. Оказалось, что «пропавшие» солнечные электронные нейтрино никуда не исчезли, а просто переоделись в мюонные и тау по пути к Земле. Отсюда следовал важный вывод: если нейтрино умеют осциллировать, то есть переходить из одного состояния в другое, у них должна быть хоть какая-то, пусть и очень маленькая, масса. При этом вкусы нейтрино и их массы устроены в квантовом смысле хитро: разные массовые состояния смешиваются и дают нам наблюдаемые электронные, мюонные и тау-нейтрино.
Но на этом странности не закончились. Эксперименты LSND в Лос-Аламосе и MiniBooNE в Fermilab увидели намеки на то, что мюонные нейтрино превращаются в электронные так, как это вообще не должно происходить, если в природе есть только три вкуса. Чтобы объяснить аномалию, физики предложили ввести четвертый вариант - стерильное нейтрино, которое не участвует в слабом взаимодействии и почти не «чувствует» обычную материю. Такая частица могла бы даже претендовать на роль компонента темной материи. Но прямых доказательств ее существования так и не находили, лишь редкие намеки в данных.
Физики почти тридцать лет спорили о том, существует ли в природе загадочный четвертый вид нейтрино, так называемое «стерильное» нейтрино, которое практически не взаимодействует с обычным веществом. Теперь, похоже, эта интрига подошла к концу: новые результаты эксперимента MicroBooNE в Fermilab показывают, что следов стерильных нейтрино не видно. Статья с выводами опубликована в журнале Nature, и она фактически закрывает одну из самых заманчивых идей современной физики частиц.
История началась с так называемой проблемы солнечных нейтрино. В 1960-х годах физики впервые смогли зарегистрировать нейтрино, летящие к нам от Солнца, и сразу столкнулись с загадкой: детекторы фиксировали их заметно меньше, чем предсказывала теория. Позже стало ясно, что нейтрино бывают в трех «сортов» или вкусах: электронные, мюонные и тау. Подозрение было таким: возможно, по дороге от Солнца до Земли одни виды нейтрино превращаются в другие, а детекторы настроены не на все сразу.
В 2002 году эксперимент Sudbury Neutrino Observatory подтвердил именно это. Оказалось, что «пропавшие» солнечные электронные нейтрино никуда не исчезли, а просто переоделись в мюонные и тау по пути к Земле. Отсюда следовал важный вывод: если нейтрино умеют осциллировать, то есть переходить из одного состояния в другое, у них должна быть хоть какая-то, пусть и очень маленькая, масса. При этом вкусы нейтрино и их массы устроены в квантовом смысле хитро: разные массовые состояния смешиваются и дают нам наблюдаемые электронные, мюонные и тау-нейтрино.
Но на этом странности не закончились. Эксперименты LSND в Лос-Аламосе и MiniBooNE в Fermilab увидели намеки на то, что мюонные нейтрино превращаются в электронные так, как это вообще не должно происходить, если в природе есть только три вкуса. Чтобы объяснить аномалию, физики предложили ввести четвертый вариант - стерильное нейтрино, которое не участвует в слабом взаимодействии и почти не «чувствует» обычную материю. Такая частица могла бы даже претендовать на роль компонента темной материи. Но прямых доказательств ее существования так и не находили, лишь редкие намеки в данных.