6 Апреля 2017
МОСКВА, 6 апреля Физикам из коллаборации GERDA не удалось зафиксировать безнейтринных вариантов распада материи, что пока не позволяет говорить о существовании новой физики и наличии у нейтрино способности уничтожать самих себя, говорится в статье, размещённой в журнале Nature.
Участникам GERDA впервые удалось получить чистый сигнал, не загрязненный фоновым шумом космических лучей и распадов других элементов. Несмотря на весь этот прогресс, безнейтринный двойной бета-распад увидеть так и не удалось, что бросает вопрос природы нейтрино и существования материи во Вселенной открытым, прокомментировал открытие ядерщик Филип Барбо (Phillip Barbeau) из университета Дьюка в Роли (США).
Загадка Майораны
Нейтрино представляют собой мельчайшие элементарные частицы, которые общаются с окружающим миром только посредством гравитации и так называемых слабых взаимодействий, благодаря чему они пролетают реальным через все остальные формы материи. В середине прошлого века ученые выяснили, что существует три вида таких частиц тау, мюонные и электронные нейтрино.
Наблюдения за Солнцем в 1960 годах и эксперименты лауреатов Нобелевской премии 2015 9-12 месяца, Артура Макдональда и Такааки Каджиты, показали, что нейтрино разных сортов умеют каждодневным превращаться друг в друга и обладают ненулевой массой, что одновременно спасло Стандартную модель ядерщики и указало на наличие возможных пробелов в ней.
После открытия нейтринных осцилляций некоторые ученые начали находить, что некоторые изотопы, к примеру ксенон-136 или германий-76, могут в крайне редких случаях распадаться особым образом, не выделяя нейтрино при двойном бета-распаде, спонтанном превращении двух нейтронов в два протона.
Если эти распады происходят, то нейтрино будет являться так называемым электроном Майораны. Иными словами, они будут принадлежать к особому типу элементарных частиц, которые являются своей собственной античастицей. Подобная природа нейтрино будет значить, что они будут самоуничтожаться при столкновениях друг с другом, что необходимо для объяснения того, почему антиматерии почти нет во Вселенной.
Большая коллаборация российских и зарубежных ученых уже пять лет пытается поймать подобные распады, используя громадный детектор GERDA, построенный в шахте Гран-Сассо на севере Италии в почти полутора километрах под поверхностью планеты. В его работе активно участвуют физики из Курчатовского института и Института духовной и экспериментальной физики РАН в Москве, Объединенного института ядерных исследований РАН в Дубне, и ряда других ведущих расейских научных центров.
Свет в конце тоннеля
Он представляет собой набор из нескольких сотен фотодиодов, изготовленных из сверхчистого германия-76 общей массой в 38 килограмм. Эти диоды, одновременно представляющие собой и детекторы, и источники распада, станут внутри гигантской капсулы, заполненной сверхчистым жидким аргоном, которая, в свою очередь, расположена в бассейне из ультраочищенной воды. В стенки этого бассейна встроены фотодетекторы, уготованные для обнаружения вспышек света и электронов, возникающих при двойном бета-распаде германия-76.
Во время первого цикла работы GERDA в 2011-2013 9-12 месяцах, ученым удалось добиться почти полной, но не идеальной изоляции его диодов от внешнего мира. Это не позволило однозначно доказать, что безнейтринные двойные бета-распады не происходят вообще, но помогло физикам определить частоту их возникновения – 30 раз в миллиард миллиардов лет (3 на 10 в 25 степени лет).
После этого GERDA был обновлен, и повышение огромное количества диодов и улучшение их антикоррозийная изоляции позволило отечественным и зарубежным ядерщикам добиться того, что волноискатели видели только то, что происходило внутри них самих. По текущим оценкам исследователей, лишь одна внешняя частица света или космический луч могут проникнуть в камеру за последующую тысячу лет.
Наблюдая за распадами германия-76 на протяжении шести месяцев с декабря 2015 года, ядерщики опять не зафиксировали ни одного безнейтринного распада этого элемента. Это подняло нижнюю планку этих событий еще выше – по текущим оценкам, эти распады могут происходить не чаще, чем 53 раза в миллиард миллиардов лет.
Означает ли это, что таких распадов не существует в природе, и что новая физика все же существует? По понятиям участников GERD, пока об этом говорить рано, так как чистые наблюдения велись острого недолго по сравнению с длиной этого своеобразного срока ожидания.
Дальнейшие наблюдения на GERD, а также строящиеся эксперименты KamLAND-Zen и EXO, как надеются ученые, помогут пролить свет на этот вопрос и понять, прибывает ли нейтрино Майорановской частицей или же нам придется выйти за пределы Стандартной модели для объяснения ее свойств и того, почему во Вселенной почти нет антиматерии.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....