23 янв в 20:00 (OFF) Rudensk (P) :

Порог новой современной физики. Зафиксированы аномальные частицы, противоречащие современной физике

Научная команда нейтринной обсерватории IceCube нашла новые свидетельства того, что несколько лет назад проект ANITA действительно мог обнаружить так называемые стерильные нейтрино — частицы, которые выходят за пределы Стандартной модели — теории, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных сейчас науке элементарных частиц. Свои выводы ученые опубликовали в библиотеке научных публикаций arXiv.org, их принял к публикации The Astrophysical Journal. Об этом пишет ТАСС.

«Наш анализ исключил последнее возможное астрофизическое объяснение происхождения этих частиц, которое допускает Стандартная модель. Соответственно, если эти события действительно зафиксировали инструменты ANITA, а не были порождены ошибками наблюдений, они указывают на существование «новой физики», — пишут ученые.

Подобные частицы, как предполагают исследователи, должны возникать в ходе самых мощных космических взрывов и катаклизмов, которые происходят в центрах галактик, окрестностях сверхмассивных черных дыр и других уголках мироздания, о природе которых астрономы продолжают спорить. В частности, ученые пытаются понять, существуют ли частицы, чья энергия превышает предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина.

Под этим термином физики понимают количество энергии — около восьми джоулей, — которое может быть у нейтрино или космического излучения, движущегося к Земле от далеких галактик. Если же материя «нарушает» этот предел, то она должна взаимодействовать с микроволновым фоновым излучением Вселенной, своеобразными отголосками Большого Взрыва, формировать новые частицы и терять при этом энергию.

Очень низкая вероятность регистрации этих частиц заставила участников проекта ANITA превратить всю Антарктику в гигантский детектор подобных нейтрино, пользуясь эффектом, который предсказал в 1962 году советский физик Гурген Аскарян. Он заметил, что подобные частицы при попадании в лед будут двигаться быстрее скорости света, в результате чего они будут «тормозить», вырабатывая по мере движения через толщу ледника пучки радиоволн. Эти вспышки улавливают антенны и прочие детекторы, установленные на аэростатах ANITA.

Порог «новой физики»

В позапрошлом году представители ANITA заявили об удивительном открытии. Во время третьего полета воздушных шаров, который проходил в начале зимы 2015 года, они обнаружили сразу три частицы, тау-нейтрино сверхвысоких энергий, которые значительно нарушали пределы Грайзена-Зацепина-Кузьмина.

Это натолкнуло физиков на мысль, что источником этих частиц мог быть не космический катаклизм, а гипотетические «стерильные» нейтрино, четвертый тип этих элементарных частиц. Они должны обладать чрезвычайно большой массой по сравнению с «обычными» нейтрино и не взаимодействовать с другой материей никаким образом, кроме как при помощи сил притяжения.

Небольшое число открытых тау-нейтрино, как пишут Алекс Пиццуто, физик из Висконсинского университета в Мэдисоне (США), и его коллеги, не позволило участникам проекта ANITA заявить об открытии «новой физики» или даже просто перепроверить эти замеры. Эту задачу решила другая антарктическая нейтринная обсерватория — IceCube, которая работает на Южном полюсе планеты с декабря 2010 года.

В этом отношении физики опирались на одно простое соображение. Следы трех тау-нейтрино, которые зафиксировали детекторы ANITA, указывали на то, что они попали в антарктические льды не из атмосферы, а из недр планеты. С одной стороны, литосфера Земли не может быть большим препятствием для нейтрино космического происхождения. Они могли войти в нее с противоположной стороны, в окрестностях Северного полюса, и полностью пройти ее толщу, выйдя на поверхность на территории Антарктики.

С другой стороны, этот путь, как отмечают Пиццуто и его коллеги, не должен был пройти для подобных частиц бесследно. Пролетая через сверхплотное ядро Земли, тау-нейтрино должны были столкнуться с содержащимися там атомами и электронами, затормозить и породить пучок других типов нейтрино высоких энергий. Эти потоки частиц, в свою очередь, должны быть хорошо заметны для детекторов IceCube.

Детальный анализ данных, собранных IceCube в 2015 году, не раскрыл никаких намеков на то, что число нейтрино высоких энергий как-то менялось тогда, когда детекторы ANITA фиксировали появление трех тау-нейтрино. Это, как заключают Пиццуто и его коллеги, исключает возможность их космического происхождения и усиливает позиции сторонников «новой физики». Как надеются ученые, анализ данных, собранных в ходе последующих полетов ANITA, помогут нам понять, существуют ли «стерильные» нейтрино на самом деле.
Канал: Физика
71 0 7 0

Комментарии (0)

Показать комментарий
Скрыть комментарий
Для добавления комментариев необходимо авторизоваться
Удивительный колхоз
Удивительный колхоз - это новая многопользовател
Версия: Mobile | Lite | Touch | Доступно в Google Play