В Японии начались научные эксперименты на самом чувствительном в мире детекторе нейтрино. Как говорят японские специалисты, новый детектор должен будет помочь в решении загадки осцилляций нейтрино. За данным сложным понятием кроется довольно простое объяснение: при помощи исследований ученые намерены понять, полна ли наша Вселенная материи или же в ней есть пустоты состоящие, в частности, из темной материи.
Нейтрино представляют собой мельчайшие стабильные заряженные частицы, способные проходить сквозь материю и передавать информацию о ней. Нейтрино малой энергии чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом: так, нейтрино с энергией порядка 3-10 МэВ имеют в воде длину свободного пробега порядка 10^18 м (около 100 световых лет). Также известно, что без видимых последствий каждую секунду через тело каждого человека на Земле проходит порядка 10^14 нейтрино, испущенных Солнцем. В то же время, нейтрино высоких энергий успешно обнаруживаются по их взаимодействию с мишенями.
Масса электронного нейтрино крайне мала. Верхняя экспериментальная оценка составляет всего 2 эВ (получена для антинейтрино). Верхние пределы для масс мюонного и тау-нейтрино оценивались (в 2006 г.) в 190 кэВ и 18,2 МэВ соответственно.
По словам ученых, масса нейтрино важна для объяснения феномена скрытой массы в космологии, так как, несмотря на её малость, концентрация нейтрино во Вселенной достаточно высока, чтобы существенно повлиять на среднюю плотность. Если нейтрино имеют ненулевую массу, то различные виды нейтрино могут преобразовываться друг в друга. Это так называемые нейтринные осцилляции, в пользу которых свидетельствуют наблюдения солнечных нейтрино и угловой анизотропии атмосферных нейтрино, а также проведённые в начале этого века эксперименты с реакторными и ускорительными нейтрино. Существование нейтринных осцилляций напрямую подтверждено ранее проделанными практическими опытами. Помимо этого, подтверждение нейтринных осцилляций потребует внесения изменений в Стандартную Модель современной физики.
В рамках нового эксперимента, получившего название Tokai-2-Kamioka, физики в японском городе Токаи (к северу от Токио) будут генерировать интенсивные потоки нейтрино и направлять их в сторону детектора нейтрино Super-Kamiokande, удаленного на 300 км от Токаи. Поскольку нейтрино слабо взаимодействуют с материей, информацию об их потоке смогут получить на детекторе, причем данные будут зафиксированы в виде пучков света.
Цель данного эксперимента состоит в том, чтобы понять странные субатомные метаморфозы: как и почему нейтрино преобразуются в электроны, мюоны и тау-нейтрино. Ввиду того, что чувствительность нового детектора минимум в 10 раз превышает чувствительность аналогов, поток нейтрино будет зафиксирован непременно.
Позже японские ученые намерены сменить направление детектора и начать получение нейтрино и их производных, несущих информацию о Вселенной, из космоса. "Нам известно, что Вселенная состоит из материи и антиматерии, также нам известно, что материя и антиматерия при контакте уничтожают друг друга, поэтому получить данные о соотношении материя/антиматерия мы можем только по анализу нейтрино", - говорит Дэвид Ворк, один из участников эксперимента.
Источник: CyberSecurity
|
