„Изузетно узбудљива“ аномалија откривена у великом експерименту може бити велика вест за физику

Чудан јаз између теоријских очекивања и експерименталних резултата у а Велики истраживачки пројекат неутрина То би могао бити знак неухватљивог „стерилног“ неутрина – веома тихе честице, која се може открити само тишином коју оставља за собом.

Ово није први пут да видимо аномалије, као и претходне експерименталне податке који сугеришу нешто чудно у свету истраживања неутрина. Овог пута, откривено је у Баксанском експерименту о стерилним трансформацијама (БЕСТ).

Јасни докази хипотетичких стерилних неутрина могли би физичарима пружити моћног кандидата за снабдевање мистериозног универзума Тамна материја. С друге стране, ово може једноставно довести до проблема са парадигмама које се користе за описивање необичног понашања старе школе неутрина.

Што би такође представљало важан тренутак у историји физике.

„Резултати су веома узбудљиви,“ каже Физичар Националне лабораторије у Лос Аламосу Стив Елиот.

„Ово свакако поново потврђује аномалије које смо видели у претходним експериментима. Али шта то значи није јасно. Сада постоје супротстављени резултати о стерилним неутринима. Ако резултати указују на погрешно разумевање основне нуклеарне или атомске физике, то би било веома такође занимљиво.“

Упркос томе што се сврставају међу најзаступљеније честице у универзуму, познато је да је неутрине тешко покупити. Када имате једва масу, без електричног набоја, и обзнањујете своје постојање само помоћу слабе нуклеарне силе, лако је неометано проћи кроз најгушћу материју.

Кретање неутрина попут духа није само његов интригантан квалитет. Квантни талас сваке честице се преобликује док полеће, осцилирајући између различитих „укуса“ који одражавају резонанцију негативно наелектрисаних честица – електрона, миона и тауа.

Студије о осцилацијама неутрина у Национална лабораторија САД у Лос Аламосу 1990-их Приметио сам празнине у времену овог преокрета које су оставиле простор за четврти укус, онај који се не би појавио као талас у слабом нуклеарном домену.

Скривен у тишини, стерилни укус неутрина биће очигледан само у краткој паузи у њиховим интеракцијама.

БЕСТ је заштићен од космичких извора неутрина испод једне миље стена на руским Кавкаским планинама. Има двокоморни резервоар течног галијума који стрпљиво сакупља неутрине емитоване из језгра радиоактивног хрома.

Након мерења колико се галијума претворило у изотоп германијума у ​​сваком резервоару, истраживачи могу да раде уназад како би одредили број директних судара са неутринима док осцилирају кроз арому електрона.

Слично ‘галијумској аномалији’ експеримента у Лос Аламосу, истраживачи су избројали од једне петине до једне четвртине мање германијума него што се очекивало, што указује на дефицит у очекиваном броју електронских неутрина.

То са сигурношћу не значи да су неутрини накратко усвојили стерилну арому. Многе друге претраге за слабо малим честицама долазе празних руку, остављајући отворену могућност да су модели који се користе за предвиђање прелаза донекле обмањујући.

Ово само по себи није лоша ствар. Исправке у основном оквиру нуклеарне физике могле би имати значајне последице, потенцијално откривајући празнине у Стандардна форма Што би могло довести до објашњења за неке од великих преосталих мистерија науке.

Ако је ово заиста знак стерилног неутрина, можда ћемо коначно имати доказе о материји у огромним количинама, али она само формира гравитационо платно у ткиву свемира.

Да ли је ово збир тамне материје или само део њене слагалице зависиће од даљих експеримената са најсабласнијим честицама.

Ово истраживање је објављено у Писма за преглед физике И тхе физички преглед ц.