То, что читают

В теоретических описаниях свойств нейтрино нашли неточности

Это будет мешать поискам «новой физики», считают ученые

ТАСС, 24 ноября. Опыты на коллайдере CLAS показали, что существующие физические теории недостаточно точно описывают свойства нейтрино и процесс их превращения в другие частицы. Это помешает поискам явлений, которые выходят за пределы общепринятых теоретических представлений физики частиц, на новых детекторах нейтрино, пишет пресс-служба МГУ им. Ломоносова. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nature.

"Мы воспользовались тем, что взаимодействия ядер атомов с нейтрино и электронами похожи, чтобы проверить, насколько точно существующие теоретические модели реконструируют поведение нейтрино. Оказалось, что существенные расхождения в измерениях и расчетах энергии частиц возникали даже при анализе самых простых взаимодействий частиц", – пишут исследователи.

Нейтрино – это самые легкие и многочисленные элементарные частицы. Они взаимодействуют с окружающей материей только посредством гравитационных и так называемых слабых взаимодействий. В середине прошлого века физики выяснили, что существует три вида подобных частиц — тау, электронные и мюонные нейтрино и антинейтрино.

Чуть позже ученые обнаружили, что нейтрино разных видов умеют периодически превращаться друг в друга. Сам факт существования этого процесса, так называемых "нейтринных осцилляций", указывает, что у этих частиц ненулевая масса, что не укладывается в Стандартную модель – теорию, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных науке элементарных частиц. Чтобы узнать эту массу, ученые строят новые крупные детекторы нейтрино, такие как японская установка Hyper-Kamiokande и американский проект DUNE.

Шансы подобных исследований на успех сильно зависят от того, насколько близки к реальности теоретические модели, которые описывают поведение разных типов нейтрино, в том числе их превращения друг в друга.

Физики под руководством Марианны Хачатрян из Университета Олд-Доминион (США) разработали методику, благодаря которой подобные выкладки можно максимально детально проверить с помощью данных коллайдера CLAS.

Идея ученых основывается на том, что нейтрино и электроны при взаимодействиях с нейтронами и протонами внутри ядер атомов должны вести себя похоже. Благодаря этому данные с CLAS можно использовать для оценки того, насколько точно существующие теоретические модели определяют, как меняется энергия, направление движения и прочие свойства нейтрино после столкновения с ядром.

Эти расчеты неожиданно показали, что все популярные теоретические модели, объясняющие осцилляции и другие свойства нейтрино, не могут точно предугадать даже самые простые последствия столкновений этих частиц и ядер атомов. При этом ученые обнаружили несколько закономерностей в данных, которые, как они надеются, помогут им исправить эти теоретические модели к моменту запуска Hyper-Kamiokande и DUNE.

Источник