Физики получили доказательства существования новой формы нейтрино

Нейтрино является одной из самых загадочных элементарных частиц, второй из наиболее распространенных частиц во Вселенной после фотонов, частиц света. Согласно Стандартной Модели физики элементарных частиц существует три типа нейтрино - электронное нейтрино, мюонное и тау-нейтрино, и загадочность этих частиц заключается в том, что нейтрино могут колебаться, т.е. переходить от одного типа к другому спонтанно или под влиянием различных факторов.

В прошлом году группой ученых была опубликована работа, ставящая под сомнение возможность существования стерильных нейтрино. И не так давно ученые, используя данные эксперимента MiniBooNE, совмещенные с данными от датчика Liquid Scintillator Neutrino Detector, получили первые существенные доказательства факта существования стерильного нейтрино.

MiniBooNE - это датчик, который улавливает нейтрино, рождающиеся при столкновении луча протонов с мишенью из определенного материала на установке в Лаборатории имени Ферми в Иллинойсе. Это сфера, диаметром 12.2 метра, заполненная 800 тоннами специальных углеводородов. Когда частица нейтрино ударяет в молекулу углеводорода, возникает слабая вспышка света. Фотонные ламповые усилители превращают эти вспышки в электрические сигналы, по параметрам которых компьютер может рассчитать время, место столкновения и вид элементарной частицы.

Доказательства, полученные экспериментом MiniBooNE, показывают, что количество зарегистрированных датчиком электронных нейтрино в единицу времени составляет 460.5 плюс/минус 95.8. Это гораздо больше, чем ожидалось и чем должно быть согласно Стандартной Модели. Такое несоответствие можно объяснить только наличием новой частицы, которая совершила колебание в сторону электронного нейтрино на общем фоне колебаний от мюонных в тау-нейтрино.

Ученые-физики озадачены и взволнованы предполагаемым открытием, ведь стерильное нейтрино может стать первой элементарной частицей, обнаруженной после того, как физики CERN обнаружили бозон Хиггса в 2012 году. И стерильное нейтрино может стать первой частицей, существование которой выходит за рамки Стандартной Модели.

Окончательная точка над "i" в вопросе существования стерильного нейтрино может быть поставлена в ходе экспериментов KPipe и IsoDAR, проведение которых планируется в Японии, и дополнительных данных, которые предстоит собрать датчику MiniBooNE. "Эксперименты следующего поколения разрабатываются с прицелом на решение данной проблемы" - пишут исследователи, - "Их результаты смогут или закрыть эту главу полностью, или предоставить окончательные подтверждения".