У пошуках "нової фізики" вчені спростували гіпотезу десятирічної давнини про загадкову частинку

Науковці з Фермілаб та Ратґерського університету перевіряли гіпотезу про існування так званого стерильного нейтрино, яке могло б пояснити аномалії, що не вписуються у Стандартну модель, проте результати аналізу виявилися неочікуваними, розповідає 24 Канал з посиланням на SciTechDaily.

Чому фізики відмовилися від ідеї стерильного нейтрино?

Результати, опубліковані в журналі Nature, були отримані в ході експерименту MicroBooNE у Національній прискорювальній лабораторії імені Фермі (Fermilab) у США. Використовуючи високочутливий детектор на рідкому аргоні для аналізу двох пучків нейтрино, команда дослідників з 95-відсотковою впевненістю виключила наявність стерильних нейтрино.

Ендрю Мастбаум, доцент фізики з Ратґерського університету, зазначив, що цей результат є важливим моментом для галузі. За його словами, хоча це і не розкриває всіх таємниць Всесвіту, виключення "головного підозрюваного" дозволяє зосередитися на інших гіпотезах.

Попередні експерименти фіксували дивну поведінку частинок, яка не вписувалася в ці рамки. Щоб пояснити аномалії, вчені припустили існування четвертого типу – стерильного нейтрино, яке взаємодіє зі світом лише через гравітацію, що робить його вкрай складним для виявлення.

Чому це вважливе відкриття?

Протягом десятиліття команда MicroBooNE збирала дані, щоб перевірити цю ідею, вимірюючи осциляції нейтрино. Зрештою, жодних ознак стерильних нейтрино виявлено не було. Мастбаум, який керував аналізом даних та оцінкою систематичних похибок, наголосив на важливості точності. Розуміння того, як нейтрино взаємодіють з атомними ядрами та як реагує детектор, дозволило вченим зробити надійні висновки.

Вагомий внесок у дослідження зробили науковці з Ратґерського університету. Аспірант Панайотіс Енглезос працював у команді управління даними та створював симуляції, а Кенг Лін допомагав перевіряти потік нейтрино з пучка NuMI. Їхня робота забезпечила точність висновків експерименту.

Отримані результати звужують коло пошуків "нової фізики", адже Стандартна модель досі не пояснює природу темної матерії, темної енергії чи гравітації. Методи аналізу, розроблені для MicroBooNE, вже використовуються у наступних проєктах, таких як Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), що допоможе глибше дослідити природу матерії.