...Не дарма ж журнал Science назвав експеримент в області нейтринної осциляції одним з десяти наукових досягнень року.

Антинейтринный детектор колаборації Дайя-бей (фото Heeger Group.)

Що ж таке важливе зробила американо-китайсько-російсько-чеська група, відома як колаборація Дайя-бей? Адже вона лише оголосила про чергові результати вивчення нейтринних осциляцій, перетворення електронного, мюонного або таонного нейтрино в нейтрино іншого сорту (покоління) або ж в антинейтрино.

Експеримент проводиться в Дайя-бей, що в півсотні кілометрів на північ від Гонконгу (КНР). Установка складається з трьох нейтринних детекторів, джерелом антинейтрино для яких є шість атомних реакторів, розташованих у півкілометра від самих детекторів. У проекті беруть участь вчені з Інституту фізики високих енергій АН КНР, Національної лабораторії Лоуренса в Берклі і Брукхэвенской національної лабораторії (обидві - США), а також фахівці російського Об'єднаного інституту ядерних досліджень.

Отже, згідно із заявою наукової групи, sin2 (2?13) = 0,092 ± 0,017, де ?13 відповідає одному з елементів матриці Понтекорво - Маки - Накагави - Саката, що описує змішування нейтрино та їх перехід у нейтрино іншого сорту і антинейтрино, іншими словами, самі нейтринні осциляції. У верхньому рядку цієї матриці стоять так звані кути змішування тета-12, тета-23 і тета-13. І якщо два перших кута вже відомі, то з'ясування точного значення третього, найменшого, досі не проводилося.

Саме ?13, що відображає кут змішування, який характеризує можливості нейтрино з осциллированию, була виміряна науковою групою з досі небаченою точністю.

Самим несподіваним виявилося зникнення приблизно шести відсотків електронних антинейтрино, породжених реакторами, але так і не зареєстрованих детекторами. Зрозуміло, на ділі вони не зникали, а переходили в інший стан, стаючи мюонными або таонными (власне осциляція). Теорія такого явища, розроблена Бруно Максимовичем Понтекорво, стверджує, що ймовірність виявлення частинки певного сорту в залежності від минув з моменту створення частки власного часу буде періодично змінюватися. Передбачається, що такі перетворення є наслідком наявності у нейтрино маси. Саме на такі осциляції прийнято списувати недолік електронних нейтрино в потоці нейтрино від Сонця.

Хоча виявлення ненульового значення кута змішування» і було, по суті, метою експерименту, мало хто очікував, що цей кут виявиться таким великим.

Крім того, як зазначають фізики, неперенормируемые оператори, складені з полів Стандартної моделі при певній ієрархії між ними, можуть пояснити нейтринні осциляції і барионную асиметрію Всесвіту, тобто домінування речовини над антиречовиною в нинішній Всесвіту. Факт такого домінування, з одного боку, начебто очевидна (якби антиречовини і речовини спочатку було порівну, то вони буде б, виключивши освіта зірок тощо), а з іншого - ніяк не пояснюється в рамках Стандартної моделі. Що і робить експеримент в Дайя-бей таким важливим.

Велике значення кута тета-13 говорить, зокрема, про те, що існує значна асиметрія між нейтрино і антинейтрино (CP-порушення), і це пояснює те, чому антиматерія у Всесвіті зараз не спостерігається, а матерія, навпаки, по всій видимості, домінує.

Підготовлено за матеріалами Phys.Org.