Новый вид нейтрино пробил брешь в Стандартной модели микромира

В США, в Лаборатории ускорителей им. Энрико Ферми, больше известной как Фермилаб, ученые обнаружили новый вид нейтрино. Точней, они обнаружили не саму частицу, а намек на следы ее присутствия.

То, что они обнаружили ее аккурат к нашим ноябрьским праздникам, совсем не говорит о незначительности открытия. Нейтрино – это частица, поведение которой не вписывается в Стандартную модель, нынешнюю общепринятую теорию микромира, и даже противоречит этой модели.

На сегодня известно три вида нейтрино, каждый из которых представляет собой дополнение к другому виду частиц – к электронам, мюонам и тау-частицам. Они осциллируют, то есть переходят из одного вида в другой и обратно. Но осциллируют они совершенно неправильно, угрожая порушить удивительно стройную и непротиворечивую в других отношениях Стандартную модель. Чтобы все-таки вписать это поведение в рамки Стандартной модели, физикам необходимо четвертое нейтрино, "стерильное", которое уже само по себе и ни к чему дополнением не является. Это объяснило бы многие странности нашей Вселенной, в частности, причину, по которой материи у нас намного больше, чем антиматерии.

Последние эксперименты по обнаружению "стерильного" нейтрино подтвердили результаты 20-летней давности

Двадцать лет назад, экспериментируя с пучком антинейтрино в другой лаборатории (Лаборатория Лос Аламоса) и на другой установке под названием Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND), физики обнаружили намного больше нейтринных осцилляций, чем могут обеспечить три вида нейтрино, из чего следовало, что есть четвертый. Результат был странный, противоречивый, не вызывал доверия, поэтому несколько лет назад в Фермилабе решили его повторить на своей установке Mini Booster Neutrino Experiment, (MiniBooNE). Эксперимент был не полностью идентичен лос-аламосскому – ученые исследовали осцилляции в пучке нейтрино, а не антинейтрино, но это было вроде как бы и все равно, потому что в мире существует симметрия, законы физики для частиц и античастиц одни и те же и, соответственно, результаты должны быть одинаковы.

Эксперимент не подтвердил результатов LSND, и на этом бы все успокоились, но для очистки совести решили поработать еще и с антинейтринным пучком. И ахнули – ускоритель MiniBooNE показал тот же избыток осцилляций, что и LSND двадцать лет назад.

Сухой остаток – стерильное нейтрино вроде бы есть, и это затыкает дыру в Стандартной модели, но при этом нейтрино ведут себя совсем не как антинейтрино, это нарушает принцип симметрии, что проделывает в Стандартной модели новую дыру, еще более зияющую.

Ситуация становится еще более странной, чем была, и физикам остается говорить то, что они говорят, когда сказать нечего: "Надо продолжать эксперименты".