Четвертый тип нейтрино действительно существует

Призрачные частицы нейтрино, обнаруженные в ходе эксперимента в Иллинойсе, ведут себя странно, что указывает на существование дополнительных видов нейтрино. Если это подтвердится, нас ждет революция и появление новой фундаментальной частице в лексиконе физики, которая может даже объяснить загадку темной материи. Несмотря на то, что никто пока не говорит с полной уверенностью о положительных результатах наблюдений, на этой неделе в Германии на конференции, посвященной нейтрино, собрались эксперты и взволнованно обсудили результаты и дальнейшие действия.

Нейтрино — это что-то с чем-то. Рожденные давным-давно, в первые минуты Вселенной, и продолжающие появляться в сердцах звезд и ядрах реакторов, эти мельчайшие частицы движутся почти со скоростью света и ни с чем не взаимодействуют; миллиарды нейтрино проходят через ваше тело каждый день. Обычная частица нейтрино может пройти невредимой через слой свинца в световой год толщиной. С момента открытия в середине 20 века было предсказано, что нейтрино не имеют массы, но в 1990-х годах эксперименты показали, что масса у них все-таки есть. Только неизвестно какая. Что еще более странное, они встречаются в трех известных разновидностях, или ароматах — электронные, мюонные и тау-нейтрино. И могут переходить из одного аромата в другой. Из-за этих и других странностей многие физики пришли к выводу, что нейтрино могут открыть двери к новым границам физики.

И вот теперь эта дверь, наконец, поддалась. Открытие проявилось в данных, собранных за 15 лет экспериментом Mini Booster Neutrino Experiment (MiniBooNE) в Национальной ускорительной лаборатории Ферми в Батавии, штат Иллинойс. MiniBooNE обнаруживает и характеризует нейтрино по вспышкам света, которые они иногда создают, ударяясь в атомное ядро в гигантском чане, заполненном 800 тоннами чистого минерального масла. Его конструкция аналогична конструкции более раннего проекта — LSND в Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико. В 1990-х LSND наблюдал любопытную аномалию — большее, чем нужно, количество электронных нейтрино в пучке частиц, который изначально был представлен мюонными нейтрино; MiniBooNE увидел то же самое сейчас.

Поскольку мюонные нейтрино не могли трансформироваться непосредственно в электронный аромат на коротком расстоянии от эксперимента LSND, теоретики предположили в то время, что часть частиц осциллируют в четвертый аромат — «стерильное нейтрино» — и затем уже в электронные нейтрино, производя загадочный всплеск. Многие полагали, что результаты случайны и вызваны какой-то ошибкой, характерной для LSND. Но MiniBooNE наблюдал такую же картину и теперь ученым придется постараться объяснить это совпадение.

«Теперь придется согласиться с тем, что оба эксперимента наблюдали один физический эффект, поэтому должно быть что-то происходящее фундаментально», говорит представитель MiniBooNE Ричард Ван де Уотер из Лос-Аламоса. «Игнорировать больше не получится».