Новости высоких технологий

Зaтeм пoвтoрили экспeримeнт с пучкoм мюoнныx aнтинeйтринo. «Я бы мoг пoспoрить, чтo у нeйтринo дeйствитeльнo будeт этo нeсooтвeтствиe, нo былo бы прeждeврeмeннo утвeрждaть, чтo мы смoжeм этo увидeть», гoвoрит Aндрe дe Гувea, физик-тeoрeтик из Сeвeрo-Зaпaднoгo унивeрситeтa в Эвaнстoнe, штaт Иллинoйс. Двe группы дoгoвoрились прoвoдить сoвмeстный aнaлиз и плaнируют выйти нa дoстoвeрнoсть в 3 сигмa к 2020 гoду, гoвoрит Юнг. К кoнцу свoeгo тeкущeгo зaпускa в 2021 гoду, экспeримeнт T2K пoлучит в пять рaз бoльшe дaнныx, чeм eсть сeгoдня. Oдин из oтвeтoв мoжeт быть в тoм, чтo свeрxтяжeлыe чaстицы рaспaлись в рaннeй Всeлeннoй aсиммeтричнo и прoизвeли бoльшe мaтeрии, чeм антиматерии. Но наблюдения до сих пор могут быть результатом случайной флуктуации; есть шанс 1 к 20 (или 2 сигма, если говорить языком статистики) увидеть эти результаты, если нейтрино и антинейтрино ведут себя одинаково, отмечает Юнг. Предварительные результаты экспериментов T2K и NOvA указывают на ту же идею. Чтобы набрать статистическую достоверность, необходимую для официального объявления открытия — 5 сигма, — понадобится новое поколение нейтринных экспериментов, которые уже планируются по всему миру. Ученые подсчитали, сколько появилось электронных нейтрино, которые говорят о том, сколько мюонных нейтрино должны были осциллировать в другой аромат по пути. Но если объединить сбор данных с NOvA, который посылает пучок нейтрино на 810 километров из Лаборатории Ферми в шахту на севере Миннесоты, можно ускорить процесс. В 1990-х годах было обнаружено, что нейтрино бросают вызов предсказания Стандартной модели физики — успешного, но неполного описания природы — в силу обладания массой, не являясь полностью безмассовыми. Но команде нужно в 13 раз больше данных, чтобы довести статистическую достоверность до 3 сигма, чтобы большинство физиков начало воспринимать эти данные как разумное — но не вполне убедительное — свидетельство асимметрии. Два лучше, чем один
Команда T2K предложила продлить свой эксперимент до 2025 года, чтобы собрать все необходимые данные. Чтобы проверить это, исследователи эксперимента T2K (Tokai to Kamioka) в Японии решили найти различия в том, как материальные и антиматериальные нейтрино осциллируют между тремя типами, или «ароматами», по мере движения. Вместо этого они получили 32 нейтрино и 4 антинейтрино. По этой теории, если нейтрино и антинейтрино ведут себя сегодня по-разному, то подобный дисбаланс у их древних коллег мог бы объяснить переизбыток материи. Ответ на этот вопрос должен помочь ученым выбрать одну из конкурирующих теорий касательно того, как четыре природных взаимодействия объединяются в единое при высоких энергиях, как во время Большого Взрыва. NOvA посылал пучки нейтрино и перейдет на пучки антинейтрино в 2017 году. «Не вдаваясь в сложную математику, это говорит о том, что материя и антиматерия осциллирует не одинаково», говорит Чан Ки Юнг, физик Университета Стони-Брук в Нью-Йорке и член эксперимента T2K. Два пучка показали разное поведение, сообщил Коносуке Ивамото, физик Университета Рочестера в Нью-Йорке, на презентации ICHEP. Понадобится больше данных, чтобы подтвердить сигнал. Антиматерию сложнее произвести и обнаружить. Некоторые физики считают, что тяжелые родственники нейтрино могут быть в этом виновны. Тем не менее это заявление, вероятно, приведет к волнению на тему исследования нейтрино, многочисленных, но неуловимых частиц, которые все чаще кажутся решением всевозможных головоломок в физике. «Они ломают Стандартную модель», говорит он. Странный избыток
Преобладание материи над антиматерией во Вселенной необычно, поскольку если эти зеркально отраженные частицы были произведены в равных количествах после Большого Взрыва, они бы уничтожили друг друга при контакте, и не осталось бы ничего, кроме радиации. Одна из самых больших загадок в физике: почему Вселенная наполнена материей, а не антиматерией. Странные осцилляции
Ученые ожидали, что если разницы между материей и антиматерией не было, их детектор должен был увидеть 24 электронных нейтрино и 7 электронных антинейтрино после 6 лет экспериментов. С тех пор эксперименты с нейтрино расползлись по всему миру, и ученые понимают, что должны изучать эти частицы ради поиска новых объяснений в физике, говорит Кит Матера, физик американского нейтринного эксперимента NOvA в Батавии, штат Иллинойс. Физики наблюдали различия в поведении некоторых частиц материи и антиматерии, вроде каонов и B-мезонов — но этого недостаточно, чтобы объяснить преобладание вещества во Вселенной. Исследователи эксперимента NOvA представил еще одну интересную, но преждевременную находку на ICHEP, также выведенную из изучения скорости, с которой мюонные нейтрино переходят в электронные нейтрино: намек на то, какая из трех разных масс нейтрино самая большая. Они запустили пучки нейтрино одного аромата — мюонные нейтрино — с японского ускорителя протонов в прибрежной деревне Токаимура на детектор Супер-Камиоканды, подземный стальной резервуар в 295 километрах от первого ускорителя, наполненный 50 000 тоннами воды. Об этом несоответствии заговорили на Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP), которая прошла на прошлой неделе в Чикаго, Иллинойс, и оно может оказаться далеким от истины: чтобы заявить о нем во всеуслышание, нужно добыть еще данных. Это весьма быстро по меркам физики элементарных частиц. Физики делают открытия на тему нейтрино почти ежегодно, говорит де Гувеа. Японский эксперимент теперь предложил возможное объяснение: субатомные частицы, которые называются нейтрино, могут вести себя по-разному в своих материальных и антиматериальных формах.
Нейтрино могут открыть тайну антиматерии
Илья Хель

Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.