Превращение нейтрино стало научным фактом

Превращение нейтрино стало научным фактом

Обработка результатов серии экспериментов, проведённых в Японии, не оставляет места для сомнений: десятилетиями мучившая учёных проблема пропавших солнечных нейтрино наконец-то решена.

В физическом эксперименте Токай — Камиока наконец-то получены надёжные данные о превращении нейтрино одного вида в нейтрино другого вида — причём со значительной статистической точностью.

Буквально за одну тысячную секунды, проведённую между ускорителем и детектором (внизу), часть нейтрино успели превратиться в нейтрино другого типа. (Здесь и ниже иллюстрации T2K.)

Пучок нейтрино, созданный Японским протонным ускорительным исследовательским комплексом (Japan Proton Accelerator Research Complex, J-PARC), находящимся в деревне Токай, был направлен в детектор Super-Kamiokande, расположенный в удалённой от источника нейтрино на 295 км бывшей цинковой шахте Камиока на глубине 1 км.

Эксперимент стартовал довольно давно. Но из-за трагического землетрясения 2011 года и последовавших за ним событий собрать полную статистику удалось много позже запланированного. Тем не менее ожидание того стоило. J-PARC разгонял протоны, сталкивая их с материалом мишени, что создавало в основном положительные пионы, распадавшиеся на антимюоны и мюонные нейтрино. Именно последние направлялись к Super-Kamiokande — ёмкости из нержавеющей стали, наполненной 50 000 тоннами воды, на стенках которой находились 11 146 фотоумножителей, регистрирующих различные типы нейтрино.

При этом за время эксперимента из прибывавших нейтрино 28 оказались не мюонными, а электронными — то есть с признаками превращения одного типа в другой буквально на лету.

Если бы эти нейтрино были случайностью, по всем расчётам их не могло быть более пяти, поэтому сейчас вероятность ошибочной регистрации осцилляции (спонтанного превращения нейтрино одного вида в другой) расценивается как меньшая, чем один к триллиону.

Предположения о возможности таких превращений, разумеется, уже делались в литературе, причём даже на основании некоторых опытов, но объём накопленных данных не позволял говорить об осцилляции как о физическом факте. «Теперь мы можем говорить об открытии», — уверен Дэвид Уорк (David Wark) из Научно-технологического совета Великобритании, один из участников эксперимента Токай — Камиока.

Итак, нейтрино трёх типов вполне могут спонтанно превращаться друг в друга. Данные детектора вполне недвусмысленно подтвердили гипотезу, выдвинутую Понтекорво 56 лет назад.

Открытие не только подтверждает гипотезу о возможности осцилляций, высказанную советским физиком Б. М. Понтекорво в 1957 году, но и окончательно закрывает проблему солнечных нейтрино, а именно то, что количество регистрируемых солнечных электронных нейтрино в два–три раза меньше, чем предсказывает стандартная солнечная модель современной физики.

Отчёт об исследовании представлен 19 июля на собрании Европейского физического общества в Стокгольме (Швеция).

Подготовлено по материалам Коллаборации Токай — Камиока.

Источник: compulenta.computerra.ru

Похожие новости:
Подтверждено превращение одного вида нейтрино в другой
«Каждый квадратный сантиметр вашего тела каждую секунду пронизывает 60 млрд нейтрино, исходящих от Солнца, — утверждает Антонио Эредитато (Antonio Ereditato), физик, участвующий в эксперименте OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), который проходит в Швейцарии. ..
2013-03-29 1513 0 Научные открытия
0
Коллаборация OPERA в пятый раз обнаружила тау-нейтрино
Коллаборация Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus (OPERA) с достоверностью пять сигм в пятый раз обнаружила тау-нейтрино в пучке мюонных нейтрино. Об этом сообщается на сайте ЦЕРНа. Эксперимент OPERA призван доказать существование нейтринных осцилляций: превращений трех типов (электронного, ..
2015-06-17 6522 0 Научные открытия
0
Нейтрино объяснят куда пропала вся антиматерия Вселенной
Нейтрино, произведенные ядерным реактором в Китае, видоизменяются из одного вида в другой быстрей, чем ожидалось. Это может помочь объяснить, почему Вселенная заполнена материей, а не однообразной радиацией. Нейтрино, как и антинейтрино, бывает трех видов: электронным, мюонным и тау. По мере того, как они пролетают ..
2012-03-12 1829 0 Научные открытия
0
В Китае сделано новое открытие о нейтрино
Международная исследовательская группа, работающая в лаборатории по изучению нейтрино при Даяваньской АЭС в Южном Китае,  опубликовала первые результаты открытия относительно последней и самой неуловимой части давней головоломки: как нейтрино, по видимости, могут исчезать, когда они двигаются.Удивительное открытие приоткрыло путь ..
2012-03-16 3228 3 Научные открытия
-1
14000-тонный детектор зарегистрировал первые нейтрино
Ученые, работающие с экспериментом NOvA заявили о регистрации первых нейтрино на дальнем из двух детекторов. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте лаборатории Ферми. В настоящее время строительство детекторов еще не завершено, поэтому результаты носят тестовый характер. В проект NOvA помимо ..
2014-02-18 1764 0 Научные открытия
0
Детектор NOvA впервые увидел осцилляции у пролетевших 800 километров нейтрино
Детектор NOvA (акроним от английского NuMI Off-Axis Neutrino Appearance) в США впервые наблюдал осцилляции нейтрино (изменения их типа) после прохождения этими частицами расстояния 800 километров. Об этом сообщает издание Forbes. Детектор NOvA, представляющий собой сооружение размерами 16 на 16 на 60 метров ..
2015-08-11 5870 0 Научные открытия
0
В мире заработал нейтринный телеграф
Физики Фермилаба (Национальная лаборатория ускорителей им. Ферми), проверяя новые возможности своего нейтринного детектора MINERvA, воспользовались им в качестве части нейтринного телеграфа и передали с ускорительного источника этих загадочных частиц, передатчика NuMI beamline, через 210 метров скальной ..
2012-03-19 1847 0 Научные открытия
1
Массу нейтрино оценили с помощью галактических скоплений
Ученые предложили новую оценку масс нейтрино, основанную на астрономических наблюдениях. Она относится к верхней гране интервала, полученного ранее с использованием разного рода ускорителей. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Авторы ..
2014-02-14 1662 1 Научные открытия
0
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 ..
2013-07-18 1284 0 Научные открытия
0
Астрофизики обнаружили нейтрино со сверхвысокой энергией
Расположенный под льдом на антарктической станции Амудсен-Скотт в Антарктиде детектор нейтрино IceCube зарегистрировал две частицы с энергией около одного петаэлектронвольта. Ранее физики считали, что нейтрино таких энергий появляются в результате взаимодействия космических лучей с атмосферой, но в новом сообщении речь ..
2013-11-12 1602 1 Научные открытия
0
CERN закрыл вопрос о сверхсветовых нейтрино
CERN официально опроверг информацию о сверхсветовых нейтрино, полученных в ходе эксперимента OPERA. Об этом сообщается в пресс-релизе центра. В сообщении приводятся слова Серджио Бертолуччи, директора по исследованиям CERN, сказанные им во время доклада на конференции по нейтринной физике и астрофизике, проходящей ..
2012-06-9 2374 0 Научные открытия
0
Нейтринные осцилляции удивили физиков
Международная группа физиков, в которую входят и российские исследователи, измерила важный параметр нейтринных осцилляций - так называемый тета 1-3, который оказался существенно выше, чем ожидалось. Препринт статьидоступен на сайте arXiv.org. Нейтрино и антинейтрино бывают трех сортов - электронные, мюонные и тау-нейтрино, ..
2012-03-12 2001 0 Научные открытия
0
IceCube впервые «поймал» сразу три нейтрино
Нейтринная обсерватория IceCube, находящаяся на Южном полюсе, впервые зафиксировала сразу три нейтрино, предположительно пришедших от одного источника. По словам физиков, случайно такое событие можно ожидать примерно раз в 13,7 лет. Пространственная и временная близость вызвала интерес ученых ..
2017-03-05 7056 0 Научные открытия
0
Нейтринный телескоп применили для изучения осцилляций
Физики применили нейтринную обсерваторию IceCube для изучения нейтринных осцилляций на высоких энергиях. Об этом представители проекта рассказали на 25-й Международной конференции по нейтринной физике и астрофизике в Киото. Краткое изложение доклада приводит Nature News. Обсерватория предназначена для регистрации космических ..
2012-06-7 1492 0 Научные открытия
0
Найдена ошибка расчетов относительно скорости нейтрино
Уже прошло больше 3х недель, после того как ученые заявили о том, что нейтрино преодолел скорость света. Данное открытие породило массу слухов и споров. Естественно, что признание данного открытия верным, полностью поставит крест на известной всеми теории относительности ..
2011-10-27 3412 2 Научные открытия
1