Відкриття взаємодій нейтрино наблизило вчених до розгадки таємниці темної матерії

Науковці, що працюють над детектором SBND у Фермілабі, досягли визначної наукової віхи — вперше зафіксували взаємодії нейтрино під час експерименту. SBND є частиною масштабної програми Фермі, у якій беруть участь понад 250 науковців з різних країн. Детектор реєструє приблизно 7000 нейтринних взаємодій щодня — більше, ніж будь-який інший детектор.

Вчені Short-Baseline Neutrino Detector
Вчені Short-Baseline Neutrino Detector не приховують емоцій, коли детектор почав працювати на повну потужність. Авторство: Фермілаб

Нейтрино — найпоширеніші частинки у Всесвіті. Щосекунди людське тіло пронизують близько 100 трлн нейтрино, не завдаючи жодної шкоди. Все через те, що ці елементарні частинки майже не взаємодіють із баріонною матерією. Через слабку взаємодію їх називають «частинками-примарами». Найцікавіше те, що, незважаючи на велику кількість, їх вкрай важко виявити.

Відомо про існування трьох «смаків» нейтрино: мюонні, електронні та тау-нейтрино. Вони здатні змінювати свій «смак» під час подорожі. Основна мета SBND — дослідити ці «смаки» та знайти докази існування нового, «стерильного» нейтрино, що може відкрити шлях до нової фізики.

Відображення потенційної взаємодії мюонних нейтрино
Відображення потенційної взаємодії мюонних нейтрино, що спостерігається за допомогою детектора. Коли нейтрино потрапляє в SBND і взаємодіє з ядром аргону, то створює бризки заряджених частинок, які реєструє детектор. Авторство: SBND

Важливу роль у цьому проєкті відіграє команда з Шеффілдського університету під керівництвом професора Віталія Кудрявцева, яка розробляє інструменти для аналізу нейтринних сигналів. Професор Кудрявцев зазначив, що різниця у кількості нейтрино між SBND та іншим детектором, ICARUS, може свідчити про відкриття нових частинок або явищ.

SBND також надасть важливі дані для проєкту DUNE — ще одного великого експерименту з нейтрино. Ці невловні елементарні частинки можуть допомогти розгадати одну з найбільших таємниць космології — природу темної матерії. Попри тривалі пошуки, масивні частинки темної матерії так і не були знайдені, але є теорії, що нейтриноподібні частинки можуть бути частиною цієї таємничої матерії.

ICARUS
Ближній детектор короткої бази та ICARUS є ближнім і дальнім детекторами, відповідно, у програмі «Нейтрино короткої бази». Авторство: Fermilab

Експерименти SBND можуть підтвердити ці моделі. Співкоординатор SBND Анджей Шельц вказує, що це відкриває нові перспективи у дослідженні темного сектора.

Крім того, підводна обсерваторія ARCA, розташована на глибині 3500 м у Середземному морі, можливо, виявила надвисокоенергетичні нейтрино з космосу.

Раніше ми повідомляли про те, що низькочастотні гравітаційні хвилі не піддаються науковому поясненню.

За матеріалами techspot.com