Вчені виявили ознаки фундаментальної асиметрії у поведінці нейтрино

Американські та японські науковці провели найточніші на сьогодні вимірювання нейтрино, об’єднавши результати експериментів NOvA і T2K, щоб дослідити, як ці частинки змінюють свій стан під час руху та чи існує між ними та антинейтрино фундаментальна асиметрія.

Нейтрино — це субатомні частинки, які майже не взаємодіють із речовиною: мільярди з них щосекунди проходять крізь людське тіло, не залишаючи сліду. Вони існують у трьох формах — електронній, мюонній і тау — і можуть змінювати свій «смак» у процесі руху. Це явище, відоме як нейтринні осциляції, є ключем до розуміння того, чому після Великого вибуху у Всесвіті залишилася переважно матерія.

Дальній детектор NOvA складається з 344 000 окремих комірок, кожна з яких має довжину 50 футів і заповнена сумішшю мінеральної олії та розчинених світловипромінюючих хімічних речовин. Джерело: Рейдар Хан / Фермілаб

У США експеримент NOvA надсилає потік мюонних нейтрино з Іллінойсу до детектора в Міннесоті, а японський T2K — із Токай до детектора Super-Kamiokande в горах Каміока. Поєднання даних дозволило вченим простежити, як нейтрино та антинейтрино змінюються на своєму шляху, і виявити ознаки порушення зарядово-просторової симетрії (CP vio­la­tion) — можливого пояснення домінування матерії у Всесвіті.

Хоча результати ще не остаточні, вони стали важливим кроком до розв’язання одного з головних питань фізики. За словами доцентки фізики Університету штату Огайо Зої Валларі, нейтрино цікаві саме тим, що постійно змінюють свій стан, і це відкриває нові можливості для досліджень.

У майбутньому вивчення нейтрино продовжать проєкти DUNE у США та Hyper-Kamiokande в Японії. Вони використовуватимуть потужніші детектори, здатні фіксувати зміни «смаків» нейтрино на ще більших відстанях. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.