Как 6 лет измерений с жидким аргоном поставили точку в споре о четвёртом типе нейтрино
Американские физики, работающие над экспериментом MicroBooNE, поставили точку в многолетних научных дебатах. Они пришли к окончательному выводу, что гипотетическая частица под названием «стерильное нейтрино» в природе не существует. Ранее эта частица рассматривалась как возможное решение нескольких ключевых нестыковок в современной физике. Как сообщает SciTechDaily, результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, существенно сужают поле для поиска объяснений одной из главных загадок Вселенной.
Стандартная модель физики элементарных частиц, хотя и успешна, остаётся неполной. Она не может объяснить природу тёмной материи, тёмной энергии и гравитации. Долгое время нерешённой проблемой также оставались нейтрино: согласно первоначальным теориям, они не должны были иметь массы. Однако эксперименты конца XX века показали, что эти частицы способны «осциллировать» — менять свой тип («аромат») в полёте, что возможно только при наличии у них массы. Чтобы объяснить некоторые аномалии, зафиксированные в 1990-х годах, учёные выдвинули гипотезу о существовании четвёртого, «стерильного» типа нейтрино, который не участвует в слабых и электромагнитных взаимодействиях.
Для проверки этой гипотезы в лаборатории Ферми был создан высокочувствительный детектор MicroBooNE, наполненный жидким аргоном. С 2015 по 2021 год исследователи направляли через него пучки нейтрино, пытаясь зарегистрировать рождение электронных нейтрино, которое могло бы служить косвенным доказательством существования стерильного нейтрино. Однако полученные данные не показали ожидаемого сигнала, что окончательно опровергло теорию, существовавшую более 30 лет. Как отметил доцент физики Дэвид Карателли, это исключает давнюю гипотезу и позволяет научному сообществу сфокусироваться на поиске других экзотических частиц. Следующим шагом станет масштабный эксперимент DUNE, который будет проводиться глубоко под землёй.