Открытие взаимодействий нейтрино приблизило ученых к разгадке тайны темной материи

Ученые, работающие над детектором SBND в Фермилабе, достигли выдающейся научной вехи — впервые зафиксировали взаимодействия нейтрино во время эксперимента. SBND является частью масштабной программы Ферми, в которой участвуют более 250 ученых из разных стран. Детектор регистрирует примерно 7000 нейтринных взаимодействий ежедневно — больше, чем любой другой детектор.

Фермилаб
Ученые Short-Baseline Neutrino Detector не скрывают эмоций, когда детектор начал работать на полную мощность. Авторство: Фермилаб

Нейтрино — самые распространенные частицы во Вселенной. Каждую секунду человеческое тело пронизывают около 100 трлн нейтрино, не причиняя никакого вреда. Все потому, что эти элементарные частицы почти не взаимодействуют с материей. Из-за слабого взаимодействия их называют «частицами-призраками». Самое интересное, что, несмотря на большое количество, их крайне трудно обнаружить.

Известно о существовании трех «вкусов» нейтрино: мюонные, электронные и тау-нейтрино. Они способны менять свой «вкус» во время путешествия. Основная цель SBND — исследовать эти «вкусы» и найти доказательства существования нового, «стерильного» нейтрино, что может открыть путь к новой физике.

SBND
Отображение потенциального взаимодействия мюонных нейтрино, наблюдаемого с помощью детектора. Когда нейтрино попадает в SBND и взаимодействует с ядром аргона, то создает брызги заряженных частиц, которые регистрирует детектор. Авторство: SBND

Важную роль в этом проекте играет команда из Шеффилдского университета под руководством профессора Виталия Кудрявцева, которая разрабатывает инструменты для анализа нейтринных сигналов. Профессор Кудрявцев отметил, что разница в количестве нейтрино между SBND и другим детектором, ICARUS, может свидетельствовать об открытии новых частиц или явлений.

SBND также предоставит важные данные для проекта DUNE — еще одного крупного эксперимента с нейтрино. Эти неуловимые элементарные частицы могут помочь разгадать одну из самых больших тайн космологии — природу темной материи. Несмотря на длительные поиски, массивные частицы темной материи так и не были найдены, но существуют теории, что нейтриноподобные частицы могут быть частью этой таинственной материи.

ICARUS
Ближний детектор короткой базы и ICARUS являются ближним и дальним детекторами, соответственно, в программе «Нейтрино короткой базы». Авторство: Fermilab

Эксперименты SBND могут подтвердить эти модели. Сокоординатор SBND Анджей Шельц указывает, что это открывает новые перспективы в исследовании темного сектора.

Кроме того, подводная обсерватория ARCA, расположенная на глубине 3500 м в Средиземном море, возможно, обнаружила сверхвысокоэнергетические нейтрино из космоса.

Ранее мы сообщали о том, как низкочастотные гравитационные волны не поддаются научному объяснению.

По материалам techspot.com

В ранней Вселенной заметили необычную галактику, которая «растет изнутри»
Стартап Vast отправит на орбиту космическую станцию Haven-1 в 2025 году
Астрономы открыли первый троянский астероид Сатурна
Космический буксир: ESA профинансирует миссию по обслуживанию геостационарных спутников
Европейский исследователь астероидов сделал прощальные снимки Земли и Луны
Данные телескопа James Webb противоречат моделям реионизации
Запуск миссии Europa Clipper завершился успехом
В поисках жизни в Солнечной системе: прямая трансляция запуска миссии Europa Clipper
Навстречу Земле: Hubble сфотографировал приближающуюся к Млечному Пути угасающую спиральную галактику
Откуда на Землю попали «строительные блоки» жизни