Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Ученые не обнаружили намека на стерильное нейтрино

Новые результаты эксперимента MicroBooNE в Национальной ускорительной лаборатории Ферми Министерства энергетики США наносят удар по теоретической частице, известной как стерильное нейтрино. Нет такого.

Более двух десятилетий эта теория четвертого нейтрино оставалась многообещающим объяснением аномалий, наблюдаемых в более ранних физических экспериментах. Обнаружение новой частицы было бы крупным открытием и радикальным сдвигом в нашем понимании Вселенной. А также вероятная Нобелевская премия. Но этого не должно быть.

Среди ученых, которые участвуют в международном проекте MicroBooNE с участием нескольких университетов и нескольких агентств, есть Камилло Мариани, профессор кафедры физики Научного колледжа Технологического института Вирджинии. Он работал над проектом с самого начала, с 2012 года.

«Самые последние результаты очень важны для нейтринного сообщества по двум основным аспектам. Это первые большие физические результаты, полученные из камеры временной проекции с жидким аргоном (TPC). TPC с жидким аргоном всегда был очень многообещающим с технологической точки зрения. но никогда не давал больших результатов по физике. Во-вторых, конечно, теперь мы лучше понимаем природу », — сказал Мариани, который также является членом Центра нейтринной физики в Технологическом институте Вирджинии и директором Подземного исследовательского центра Кимбаллтона в округе Джайлс.

Объявленные сегодня результаты согласуются со Стандартной моделью физики элементарных частиц, лучшей теорией ученых о том, как устроена Вселенная. Данные согласуются с тем, что предсказывает Стандартная модель: три вида нейтрино — ни больше, ни меньше. Нейтрино бывают трех известных типов — электронное, мюонное и тау-нейтрино — и могут переключаться между этими ароматами определенным образом во время движения.

«В течение многих лет мы исследовали возможность существования четвертого нейтрино, новой частицы, не предсказанной в стандартной модели физики элементарных частиц», — добавил Мариани. «Эксперимент MiniBooNE в начале 2010 года показал аномалию, которую, возможно, можно объяснить существованием стерильного нейтрино. Я был участником этого сотрудничества и автором одной из самых последних статей MiniBooNE. С развитием технологий и подробностями, предложенными Проекционная камера с жидким аргоном, MicroBooNE смогла не одобрить интерпретацию низкоэнергетического избытка MiniBooNE как следствие стерильного нейтрино. Немного грустно видеть возможность обнаружения другой частицы, но мы продвигаем наши знания о природе, а это очень важно вещь.»

Начиная с 2012 года, когда он прибыл в Блэксбург, Мариани и несколько постдокторантов участвовали в создании, сборке и вводе в эксплуатацию детектора MicroBooNE.

«Мы отвечали за онлайн-систему, которая отслеживает качество данных, поступающих из детектора, и мы провели некоторую предварительную работу с детектором со студентами, которые построили мини-детектор и доставили его в Фермилаб в 2014 году. Детектор использовался для идентификации мюоны пересекают основной объем детектора », — сказал Мариани.

Нейтрино — одна из основных частиц в природе. Они нейтральные, невероятно крошечные и самая многочисленная частица с массой в нашей Вселенной, хотя они редко взаимодействуют с другим веществом. Они также особенно интригуют физиков, поскольку у них остается ряд вопросов, на которые нет ответов. Эти загадки включают в себя, почему их массы настолько исчезающе малы, и ответственны ли они за преобладание материи над антивеществом в нашей Вселенной. Это делает нейтрино уникальным окном для изучения того, как устроена Вселенная в мельчайших масштабах, сказал Фермилаб в пресс-релизе.

По словам Фермилаба, поскольку стерильные нейтрино еще больше не подходят для объяснения аномалий, обнаруженных в нейтринных данных, ученые исследуют другие возможности. К ним относятся такие интригующие вещи, как свет, создаваемый другими процессами во время столкновений нейтрино, или такие экзотические, как теоретически обоснованная темная материя.

Марк Питт, заведующий кафедрой и профессор физики, сказал, что многие из его преподавателей из Центра нейтринной физики активно участвовали в поисках стерильного нейтрино.

«Технологии обнаружения для поиска стерильных нейтрино были активным интересом преподавателей центра Джонатана Линка и Брюса Фогелаара», — сказал Питт. «С теоретической точки зрения директор центра Патрик Хубер и группа Камилло лидируют в понимании того, как на эксперименты с жидким аргоном, такие как MicroBooNE, влияет моделирование нейтрино, взаимодействующих с ядром аргона».

Питт добавил, что еще в 2011 году Мариани организовал международный семинар «Стерильные нейтрино на перекрестке» как одно из первых мероприятий центра.

Хубер, директор центра, добавил: «Это первый раз, когда мы получили настоящие первоклассные физические наблюдения от детектора жидкого аргона, это также показывает, что это сложная технология. Они прекратили сбор данных довольно давно, но просто преобразовать эти необработанные данные с детектора в утверждение о физике — действительно сложный процесс … Это хороший день для науки, мы кое-что узнали, мы узнали, что это фотоны, не электроны «.

Что ждет Мариани дальше? Он является участником нового эксперимента Deep Underground Neutrino Experiment (или для краткости DUNE), флагманского международного эксперимента, также проводимого Fermilab, в котором уже участвуют более 1000 исследователей из более чем 30 стран. DUNE будет изучать колебания, отправляя нейтрино на 800 миль через землю к детекторам в подземном исследовательском центре Сэнфорда глубиной в милю. Комбинация нейтринных экспериментов на коротких и дальних дистанциях позволит исследователям лучше понять, как работают эти фундаментальные частицы. Ожидается, что детектор, который сейчас находится в стадии строительства, будет запущен в 2027 году.

Будьте первым, кто оставит комментарий!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *