Нова аномалія порушила Стандартну модель фізики

Фізики Національної прискорювальної лабораторії імені Енріко Фермі (США) виявили аномалію, яка не вкладається в рамки класичної Стандартної моделі, що описує фізику елементарних частинок. Результати експерименту вказують на існування гіпотетичної частинки, так званих стерильних нейтріно. Про це повідомляє видання Science Alert, передає Ukr.Media.

Нейтріно надзвичайно слабко реагує з речовиною, що не має заряду і бере участь тільки в слабкій ядерній і гравітаційній взаємодії. Згідно Стандартної моделі, існує три різновиди (аромату) нейтріно - електронне нейтріно, мюонне нейтріно і тау-нейтріно. Однак фізики припускають, що, ймовірно, є і четвертий тип нейтріно, названо стерильним. Воно не бере участь у слабкому впливі і є кандидатом на роль частинки темної матерії.

В силу своїх фізичних особливостей стерильний нейтріно не може бути безпосередньо виявленим за допомогою надчутливих електронних фотомножителей, використовуваних у нейтринних обсерваторіях. Однак, як пророкує нейтринна мінімальна стандартна модель (розширення Стандартної моделі), стерильні нейтріно, змішуючись із звичайними нейтріно, можуть впливати на нейтринні осциляції — процес зміни ароматів частинок, в результаті чого спостерігається надлишок частинок певного типу.

Перші свідчення на користь існування стерильного нейтріно були отримані під час експерименту LSND (англ. Liquid Scintillator Neutrino Detector) в 90-х роках, коли фізики зареєстрували надлишок електронних нейтріно і антинейтріно. Однак даних не вистачило для твердої впевненості у відкритті, а ряд інших експериментів не змогли відтворити результат. У ході нового експерименту MiniBooNE вчені випускали пучки мюонного нейтріно в резервуар, заповнений сумішшю вуглеводнів. Електронні нейтріно реєстрували при спостереженні за спалахами світла, що виникають при взаємодії частинок з античастинками.

Всього було зафіксовано 2437 таких подій, що приблизно на 460 більше, ніж очікувалося. Саме по собі це відмінність перевищує стандартне відхилення на 3 (три сігми), що вказує на вкрай низьку ймовірність помилки і дозволяє припустити наявність нової частинки. Однак, якщо об'єднати результат зі статистикою, отриманої LSND, то стандартне відхилення складе 6,1, що дозволяє більш впевнено говорити про існування аномалії.

Стандартна модель не може пояснити ряд фізичних явищ (наприклад, походження маси, нейтринні осциляції і походження темної маси), які описуються теоретичними розробками, що відносяться до Нової фізики. Деякі нові теорії в даний момент перевіряються експериментально.