Физики опровергли наличие майорановских нейтрино

Физики опровергли наличие майорановских нейтрино

Международная группа физиков опровергла гипотезу о существовании майорановских нейтрино. Эти частицы должны были играть роль как нейтрино, так и антинейтрино одновременно. Эксперименты, проведенные на подземном детекторе нейтрино в итальянской подземной лаборатории Гран-Сассо, не позволили найти майорановские частицы. Подробности приводит Science Now.

Исследователи, работавшие с детектором GERDA (GERmanium Detector Array, массив германиевых детекторов) разрешили задачу поиска майорановских частиц за счет наблюдения за процессом бета-распада. Детектор нейтрино сам по себе в принципе не мог отличить обычные нейтрино или антинейтрино от майорановских частиц, которые могут выступать в качестве их обоих, поэтому ученые наблюдали за электронами, образующимися в результате двойного бета-распада.

Двойной бета-распад представляет собой процесс, в котором два нейтрона внутри ядра атома германия-76 одновременно превращаются в протоны. Это происходит за счет превращения d-кварков в u-кварки. Такое превращение вначале дает не нейтрино или антинейтрино, а W-отрицательный бозон (квант слабого взаимодействия). Далее судьба двух W- бозонов в разных теоретических моделях отличается.

В обычной, не предусматривающей экзотических частиц модели, каждый W- бозон превращается в комбинацию из электрона и электронного антинейтрино. А в модели с частицами, которые одновременно являются своими же античастицами, происходит нечто иное: один W- бозон становится майорановским нейтрино и электроном, после чего это майорановское нейтрино поглощается вторым W- бозоном, который в этот момент испускает еще один электрон. Такая последовательность событий предполагает, что процесс испускания майорановского нейтрино и электрона эквивалентен процессу поглощения майорановского нейтрина с испусканием электрона, а это, в свою очередь, возможно только тогда, когда майорановские частицы являются и нейтрино, и антинейтрино одновременно. Гипотезу о таких частицах впервые высказал итальянский физик Этторе Майорана (отсюда и название «майорановские»).

Наблюдения за детектором, в котором было 18 килограмм германия, позволило ученым зафиксировать множество электронов и попутно определить их энергию. Суммарная энергия электронов при обычном двойном бета-распаде всегда меньше теоретически возможного максимума, так как часть энергии уносят антинейтрино, а вот безнейтринный распад должен был отличаться электронами с максимально возможной энергией. Именно такие электроны искали исследователи, однако найти их не удалось, все частицы имели энергию меньше той, которая предсказывалась майорановской моделью.

Безнейтринный бета-распад пытаются зафиксировать с 1990-х годов, причем в работе по поиску майорановских частиц участвуют как европейские, так и российские физики. В 2002 году группа физиков из коллаборации «Гейдельберг-Москва» (работавшей в Гран-Сассо и ИТЭФ около десяти лет) сообщила об обнаружении безнейтринного распада, однако в том же году эти результаты признали несостоятельными. В 2013 о безнейтринном распаде заявили немецкие исследователи из институтов общества Макса Планка, причем это заявление было основано на 13-летних наблюдениях за германиевым детектором коллаборации «Гейдельберг-Москва». Новые данные основаны на двухлетней статистике, которая получена на более совершенной установке, однако и на этом физики не намерены ставить точку.

Поиск майорановских частиц важен по той причине, что такие частицы (если они есть) существенно отличаются от всех остальных и без знания о них картина мира физиков оказывается далеко не полной. Обнаружение безнейтринного распада будет означать выход физики за пределы Стандартной модели.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
В ЦЕРНе открыли новый источник асимметрии материи и антиматерии
Коллаборация LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment), работающая на Большом адронном коллайдере (БАКе), обнаружила нарушение CP-инвариантности в распадах барионов — самое значительное известное проявление асимметрии между материей и антиматерией среди частиц, состоящих из трех кварков. ..
2017-01-31 10653 0 Научные открытия
0
Физики нашли бозон Хиггса
Физики установили факт существования бозона Хиггса - недостающего элемента в цепочке объяснения мироздания, сообщает РИА Новости. По данным агентства, в блогах ученых об этом говорится как о свершившемся факте, участник исследований, сотрудник НИИ ядерной физики МГУ Эдуард Боос сказал, что после ..
2012-06-19 3289 2 Научные открытия
1
Ученые изучают магнитные свойства графена
Уже прошло около трех лет с момента открытия графена - нового материала, способного изменить мир благодаря своей беспрецедентной прочности, гибкости и проводимости. Сейчас ученые начали исследовать наличие магнетизма у материала, которое может революционизировать свое применение в ряде ..
2014-01-06 2120 0 Научные открытия
0
Ученые смогли определить состав ядра Земли
Ученые используя компьютерное моделирование, решили давнюю загадку: что входит в состав плотности ядра Земли?Моделирование показало, что ядро Земли содержит 0,1-0,8 процента углерода - это крупнейший резервуар углерода на планете.Таковыми были выводы исследователей из университета Калифорнии в Дэвисе, и Китайской ..
2012-11-21 2728 0 Научные открытия
-1
«Ферми» указал на источник гравитационных волн
Космическая обсерватория «Ферми» зафиксировала кратковременный всплеск гамма-излучения, пришедший на Землю спустя 0,4 секунды с момента фиксации гравитационных волн обсерваторией LIGO. Астрофизики предполагают, что эти события связаны — расположение источника вспышки совпадает с предсказаниями коллабораций-первооткрывателей. О находке сообщает препринт, ..
2016-02-15 1357 0 Научные открытия
0
Лауреаты Нобелевской премии посчитали свое открытие бесполезным
Открытие, за которое физики получат Нобелевскую премию, было сделано случайно. Об этом во вторник, 4 октября, сообщает ТАСС, цитируя одного из лауреатов Дункана Халдейна. Ученый рассказал о том, что он и его коллеги даже не думали, что их исследование может оказаться полезным.На вопрос ..
2016-10-04 2143 0 Научные открытия
0
Ученые нашли жизнь подо льдами Антарктики
Американские ученые, пробурившие скважину глубиной около 800 метров к озеру Уилланс, провели ряд дополнительных тестов и подтвердили, что вместе с водой им удалось заполучить множество микроорганизмов, живших в темноте вод антарктического озера с незапамятных времен. Первые предварительные тесты с помощью чувствительной к ДНК флуоресцентной ..
2013-02-20 2388 0 Научные открытия
0
Плесень из биокомпьютеров оказалась живым мемристором
Британские ученые обнаружили, что одноклеточные слизевики Physarum polycephalum обладают свойствами мемристоров, то есть меняют свое электрическое сопротивление в ответ на пропускание через них тока. Описание исследования выложено в архив Корнельского университета, также о нем пишет New Scientist. В ходе исследования ..
2013-06-18 1522 0 Научные открытия
0
Ученые выяснили, откуда на Сатурне берутся дожди
Космический аппарат Кассини, работающий в настоящий момент возле Сатурна и его спутников, установил, что вода, находящаяся на спутнике Энцеладе постепенно перемещается на Сатурн Изначально вода в атмосфере Сатурна была найдена еще несколько лет назад и тогда исследователи не смогли объяснить ее возникновения, сообщает ..
2012-03-19 2034 0 Научные открытия
0
Физики столкнули пузыри вселенных
Ученые из Канады тестируют компьютерную программу, эмулирующую столкновение пузырей вселенных (космологических пузырей). Это необходимо для проверки гипотезы мультивселенной и соотнесения ее с реальным наблюдаемым миром, сообщается на сайте Окружного института теоретической физики в Ватерлоо. Физики надеются с позиции стороннего наблюдателя ..
2014-07-19 1780 0 Научные открытия
0
Школьник открыл дешевый способ диагностирования рака
Школьник открыл дешевый способ диагностирования рака на ранних стадиях Пятнадцатилетний подросток Джек Андрака нашел новый простой способ лечения рака. Необычная идея пришла мальчику голову так же внезапно, как и Архимеду закон гидростатики: во время урока биологии в школе. Джек ..
2012-08-25 3207 0 Научные открытия
0
Сверхпроводимость сероводорода подтвердили в прямом эксперименте
Группа ученых из России, Германии и Франции впервые доказала наличие эффекта Мейснера в сероводороде с помощью прямого измерения, используя метод ядерного резонансного рассеяния синхротронного излучения. Предыдущие измерения требовали вычитания фоновых сигналов, значения которых во много раз превышали сигнал ..
2016-03-21 1730 0 Научные открытия
3
Раскрыта тайна спин-орбитального взаимодействия в сверхпроводимости
Международная группа исследователей при участии сотрудника МГУ выяснила, что, вопреки устоявшемуся мнению, существенную роль в механизмах формирования сверхпроводимости в железосодержащих сверхпроводниках (Fe-ВТСП) играет так называемое спин-орбитальное взаимодействие. Статья о проведенном ими исследовании была опубликована в журнале Nature Physics.Спин-орбитальным ..
2015-12-28 1715 0 Научные открытия
0
Физики впервые проверили принцип Ландауэра на практике
Физики впервые на практике продемонстрировали так называемый принцип Ландауэра. Статья ученых появилась в журнале Nature. Принцип Ландауэра был сформулирован работавшим на тот момент в IBM Рольфом Ландауэром в 1961 году. Этот принцип утверждает, что вне зависимости от технической реализации вычислительной системы, при стирании одного ..
2012-03-12 2147 0 Научные открытия
0
Найден хвостатый вирус-уничтожитель сибирской язвы
Ученые из Германии, Швейцарии и США обнаружили в Африке новый вид бактериофагов, который уничтожает возбудителя сибирской язвы — Bacillus anthracis. Описание необычно большого хвостатого вируса, получившего имя Цамса, опубликовано в журнале PLoS ONE. Источником Цамса стали трупы зебр, найденные ..
2014-01-29 1631 0 Научные открытия
0