Женева, Швейцария – Международная группа физиков объявила об открытии новых свойств нейтрино, неуловимых субатомных частиц, которые редко взаимодействуют с обычной материей. Полученные результаты дают новое представление о поведении нейтрино и могут привести к более глубокому пониманию роли, которую нейтрино играют во Вселенной.
Исследование проводилось в ЦЕРН, европейской лаборатории физики элементарных частиц, с использованием данных, собранных в ходе нейтринного эксперимента NOvA Большого адронного коллайдера. Наблюдая за колебаниями пучка нейтрино, выпущенного на расстояние 800 км через Землю из лаборатории Фермилаб в Чикаго до детектора в Миннесоте, ученые смогли исследовать квантово-механические волновые свойства нейтрино с беспрецедентным уровнем точности.
«Мы окончательно подтвердили, что нейтрино и антинейтрино колеблются по-разному при прохождении через материю», — сказала доктор Сандра Шварцер, ведущий научный сотрудник эксперимента NOvA. «Это впервые демонстрирует, что нейтрино и антинейтрино по-разному взаимодействуют с материей, что приводит к расхождению параметров их колебаний».
Эта асимметрия во взаимодействиях материи и нейтрино означает, что нейтрино имеют чрезвычайно малый электромагнитный момент, на несколько порядков меньший, чем предсказывает Стандартная модель физики элементарных частиц. Исследователи полагают, что это может открыть возможности для исследования новой физики, выходящей за рамки Стандартной модели.
Кроме того, более точные измерения осцилляций нейтрино позволили команде NOvA определить порядок масс нейтрино — является ли третье массовое состояние тяжелее или легче, чем два других массовых состояния нейтрино. Они обнаружили, что нормальный порядок, в котором третье состояние более тяжелое, предпочтительнее обратного порядка.
«Решение проблемы массового заказа — важный шаг», — прокомментировал доктор Шварцер. «Эти данные помогут ограничить модели, которые пытаются объяснить происхождение массы нейтрино».
Нейтрино — загадочные частицы. Миллиарды людей проходят через каждый квадратный сантиметр Земли каждую секунду, и тем не менее они редко взаимодействуют с материей заметным образом. Раскрытие секретов свойств и поведения нейтрино будет способствовать нашему пониманию фундаментальной физики.
Новые результаты были опубликованы сегодня в журналах Physical Review Letters и Physical Review D. Исследователи из ЦЕРН и Фермилаб говорят, что для окончательного определения всех характеристик нейтрино потребуется больше данных.
«Наша работа добавляет важные детали к тому, что мы знаем о нейтрино», — сказал доктор Шварцер. «Но потребуются дальнейшие эксперименты, чтобы нарисовать полную картину того, как ведут себя нейтрино. Нам еще предстоит пройти некоторый путь, прежде чем мы раскроем все их секреты».
