Физики впервые зафиксировали новое явление
Физики обнаружили новый тип превращений легких элементарных частиц – нейтрино. Они участвуют в двух из четырех фундаментальных физических взаимодействиях — слабом и гравитационном. В ходе экспериментов с нейтринным детектором T2K в Японии, оказалось, что мюонные нейтрино могут превращаться в электронные. До сих пор ученые не наблюдали этот тип превращений, сообщает Lenta.ru со ссылкой на Nature News.
На сегодняшний день ученым известно, что нейтрино делятся на три типа — электронные, мюонные и тау-нейтрино. В ходе эксперимента ученые на ускорителе J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) в Токае получали мюонные нейтрино, посылая высокоэнергетический пучок протонов в графитовую мишень. Эти нейтрино затем направлялись на огромный детектор Super-K, который находится за 295 километров от J-PARC в цинковой шахте Камиока на глубине в один километр. Ученые анализировали данные, собранные детектором в период с января 2010 года по 11 марта 2011 года, когда ускоритель в Токае был выключен из-за землетрясения.
В общей сложности детектор Super-K зарегистрировал 88 событий, соответствующих обнаружению нейтрино, и шесть из них с высокой вероятностью соответствовали обнаружению электронных нейтрино.
Новые данные помогут ученым исследовать вопрос о том, одинаковы ли свойства нейтрино и антинейтрино — изучив осцилляции последних, физики могут сравнить их частоту с частотой осцилляций "обычных" нейтрино. Эта информация, в свою очередь, необходима специалистам для того, чтобы объяснить, почему в наблюдаемой Вселенной практически нет антиматерии, хотя в ходе Большого взрыва было создано равное количество этих двух типов материи.
Как сообщили ИТАР-ТАСС в Институте ядерных исследований Российской академии наук, таким образом было отмечено шесть переходов, или, как говорят ученые, осцилляций одних нейтрино в другие, а именно мюонных в электронные.
«До сих пор таких переходов не фиксировалось, что нарушало законы симметрии и сохранения в секторе лептонов – классе самых элементарных из элементарных частиц. Иными словами, фундамент мироздания оказывается скособочен», – отметил заведующий лабораторией ИЯИ профессор Юрий Куденко.
Дело в том, что нейтрино в физике долго считалось частицей без массы. Это объясняло, почему такая частица может пронзить всю толщу нашей планеты, ни за что не «зацепившись», не взаимодействуя с другими частицами. Теперь же оказывается, что и у них есть масса.
Конечно, масса нейтрино очень мала, признает профессор Куденко. Из прямых измерений, выполненных в ИЯИ РАН, следует, что она составляет менее двух электрон-вольт или менее стотысячной доли от массы и без того микроскопического электрона.
Но, тем не менее, даже с помощью столь легких частиц можно проводить важные дальнейшие исследования. Например, организовать просвечивание, «томографирование» Земли. А это значит не только точнее узнать детали ее строения, но и получить возможность обнаружить глубоко залегающие полезные ископаемые.
