В заданных ядерного реактора нашли намек на четвертый тип нейтрино

    В туннелях глубоко снутри гранитной горы в Дайя-Бей, на атомном реакторе в 55 километрах от Гонконга, чувствительные сенсоры поймали намек на существование новейшей формы нейтрино, одной из самых неуловимых и бессчетных частиц в природе. Нейтрино, электрически нейтральные крупицы, кои отзываются только на гравитацию и хлипкое ядерное взаимодействие, ведут взаимодействие с материей эдак малосильно, что сотки триллионов нейтрино раз в секунду пролетают сквозь ваше тело, а уж вы даже и не замечаете. Они бывают трех типов: электрические, мюонные и тау. Результаты Дайя-Бей указали на потенциальное существование четвертого, еще больше таинственного и неуловимого типа частиц.

    В заданных ядерного реактора нашли намек на четвертый тип нейтрино

    Стерильное нейтрино, как только его обругали, и не является переносчиком какого-нибудь заряда и будет непроницаемым для любых сил, за исключением гравитации. И лишь сбрасывая собственную накидку невидимости, превращаясь в электрическое, мюонное либо тау-нейтрино, стерильное нейтрино становится уязвимым для обнаружения. Совсем доказательство его существования «откроет целый проспект новеньких исследований», разговаривает физик частиц Стивен Парке из Государственной ускорительной лаборатории Ферми в Батавии.

    Потенциальное подтверждение существования стерильной крупицы вытекает из несоответствия меж теорией и тестом. Ежели атомный реактор осуществляет пучок лишь единого типа нейтрино, теория предвещает, что некие из их обязаны сконфигурировать собственную суть по мере движения к удаленному сенсору. Проанализировав наиболее 300 000 электрических антинейтрино, собранных атомными реакторами Дайя-Бей за 217 дней работы, ученые нашли нехватку 6% частиц, предсказанных обычной фотомоделью физики простых частиц. Физик частиц Кам-Бью Лючок из Калифорнийского вуза в Беркли и его коллеги сказали об находке в феврале в журнальчике Physical Review Letters.

    Одним из разъяснений сего недостатка возможно то, что некие электрические антинейтрино трансформировались в недетектируемые и несложные стерильные нейтрино, с одной миллионной толпой электрона. Альтернативные научные исследования на ядерных реакторах, включая опыт на реакторе Bugey в Сен-Вюльба, Франция, а также продемонстрировали схожий недостаток электрических антинейтрино. Научные исследования пучков мюонных антинейтрино на энных ускорителях частиц продемонстрировали к тому же избыток электрических антинейтрино, что тоже можно отнести на счет «ловкости рук» невидимых стерильных нейтрино.

    Итог Дайя-Бей обеспечивает самые четкие на текущий момент измерения энергий антиэлектронных нейтрино в атомном реакторе. Однако статистическая важность недостатка недостаточно высока, дабы можно существовало сказать о открытии. Это же открытие на «три сигма», другими словами бытует 0,3-процентная возможность, что недочет электрических нейтрино мог бы образоваться и в отсутствие стерильных нейтрино. Физики, обычно, стремятся к значению в пять сигма, дабы открытие могло быть неверным только с вероятностью в 0,00003%.

    Кроме намека на стерильные нейтрино, результаты на Дайя-Бей выявили вторую необычную индивидуальность — излишек электрических антинейтрино (по сопоставлению с теоретическими прогнозами) на энергии в 5 миллионов электрон-вольт. Это же могло бы быть знаком, указывающим на открытие совсем новейшей физики (либо ординарно чего-то, что физики сумеют растолковать за пределами ядерного реактора). Может быть, разъяснение сего всплеска могло бы даже ликвидировать целесообразность вербования стерильных нейтрино для разъяснения общего недостатка электрических антинейтрино.

    В заданных ядерного реактора нашли намек на четвертый тип нейтрино

    Ежели же бесповоротное подтверждение существования несложного стерильного нейтрино будет найден, «сообщество теоретиков перевернется», разговаривает Парке, и это же открытие могло бы оказать большее воздействие, чем бозон Хиггса, за обнаружение коего присудили Нобелевскую премию и который поясняет, посему у простых частиц существуют толпа.

    «Найти стерильное нейтрино очень немаловажно, так как это же будет первое открытие крупицы, которая и не вписывается в рамки эдак именуемой Обычной модели», разговаривает физик частиц Карло Джунти из Вуза Турина в Италии.

    Один из самых первых тестов, который дозволил представить наличие стерильных нейтрино, проходил с ролью Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND), который функционировал при Лос-Аламосской государственной лаборатории в Нью-Мексико с 1993 по 1998 год. LSND нашел, что мюонные антинейтрино, пропущенные сквозь 167 тонн нефтепродуктов, перевоплотился в электрические антинейтрино, указав причем на потенциальное наличие четвертого типа нейтрино. Потом, с 2002 по 2012 год, в Лаборатории Ферми проводился опыт под заглавием MiniBooNE, который привел к схожим результатам. Еще один опыт MiniBooNE начался в октябре. MicroBooNE — это же первый из трех водянистых аргоновых сенсоров, расположенный на трех разнообразных расстояниях от источников нейтрино в Лаборатории Ферми, который будет с беспримерной точностью оценивать преобразование нейтрино из единого типа в альтернативный.

    Расположенный в 470 метрах от Booster Neutrino Beamline при Fermilab, MicroBooNE — это центр тройки сенсоров, в которую в 2018 году войдут ICARUS, самый далекий сенсор (на расстоянии 600 погонных метров), и Short-Baseline Near Detector (в 100 метрах от родника). Первые результаты тройки сенсоров ожидаются в 2021 году, разговаривает физик простых частиц Питер Уилсон из Fermilab.

    Эти сенсоры а также послужат образцом для Deep Underground Neutrino Experiment, масштабного опыта, который будет посылать сделанные на Fermilab нейтрино в 1300-километровое путешествие на Сэнфордскую подземную исследовательскую станцию неподалеку от Лида.

    В то же время коллаборация Дайя-Бей сплотилась с иным тестом Лаборатории Ферми, Main Injector Neutrino Oscillation Search, дабы продолжить поиски стерильных нейтрино. Хотя заданные с тестов на ускорителе и реакторе пока что и не показывают законченную картинку, «скоро мы узнаем лучше, ожидают ли нас стерильные нейтрино», разговаривает Лючок.

    Ежели несложные стерильные нейтрино есть, у их умеют быть братья и сестры в 1000 раз тяжелее. Эти крупицы могли бы внести собственный вклад в пока что и не конкретную черную материю, невидимый гравитационный клей, который держит галактики от разбегания и сформировывает крупномасштабную структуру Вселенной. Отпечатки данной крупицы будет находить опыт KATRIN, исследующий радиоактивный распад трития, томного изотопа водорода, в Технологическом колледже Карлсруэ, Германия.

    Стерильные нейтрино, кои еще больше массивны, в триллион раз тяжелее электрона, могли бы растолковать невероятную галлактическую загадку — несоответствие количеств вещества и антивещества в космосе. Владея энергией, которая хотя бы в миллион раз будет все больше той самой, которую в силах осуществлять Объемной адронный коллайдер, мощный во всем мире ускоритель частиц, сверхтяжелое стерильное нейтрино в юной Вселенной могло предпринять малость все больше материи, чем антиматерии. С течением времени этот крохотный дисбаланс был воспроизведен в бессчетных ядерных реакциях, что и привело к доминированию материи над антиматерией в нашей современной Вселенной.

    «Для космологии, стерильные нейтрино, об которых речь идет, навряд ли сумеют решить неурядицу асимметрии материи-антиматерии, однако полностью возможно, что окажутся связанными с иными новенькими частичками, кои умеют решить эту проблему».

    Ученые лицезреют другую, наиболее удобную выгоду в исследовании нейтрино. Записывая выходной сигнал антинейтрино из атомных реакторов, сенсоры умеют обусловить относительные количества плутония и урана, сырья для приготовления ядерного орудия. Каждый гр плутония и урана в ходе деления ставит конкретный отпечаток на энергию и скорость изготовления антинейтрино, разговаривает физик Адам Бернштейн из Ливерморской государственной лаборатории в Калифорнии. Сенсоры способны следить за ядерной активностью с расстояния в несколько сотен км, однако это же востребует доп исследовательских работ. Ныне же них спектр деяния составляет от 10 перед началом 500 погонных метров.