В эксперименте зафиксированы нейтринные осцилляции
Сотрудники Национальной лаборатории Гран-Сассо, занятые в опыте OPERA, объявили о наблюдении явления нейтринных осцилляций.
О необычных свойствах нейтрино, стабильных нейтральных частиц, чрезвычайно слабохарактерно взаимодействующих с веществом, заговорили в 60-х годах прошлого века, когда будущий лауреат Нобелевской премии североамериканец Рэймонд Дэвис и его коллеги провели эксперимент по регистрации электронных нейтрино, испускаемых Солнцем. Оказалось, что зафиксированное в пробе количество частиц значительно уступает расчётному; следовательно, ошибочными были либо модели процессов в объёме Солнца, либо само владение физики нейтрино.
Возможное решение этой «проблемы солнечных нейтрино» предложили теоретики Бруно Понтекорво и Владимир Грибов. В модели учёных недостаток элементов объяснялся тем, что нейтрино разных поколений (электронное, мюонное или тауонное) могут «превращаться» друг в друга: вероятность обнаружения элемента определённого сорта периодически изменяется по мере её движения.
Известно большое число возможных технологий наблюдения нейтринных осцилляций, и некоторые опыты уже дали положительные результаты. Основной задачей проекта OPERA была непосредственная фиксация этого явления.
Расположение детектора OPERA (иллюстрация ЦЕРН).
В качестве источника нейтрино коллаборация OPERA использует суперпротонный синхротрон Европейской организации по ядерным обследованиям (ЦЕРН), расположенный на расстоянии в 730 км (по прямой, проходящей сквозь земную кору) от Лаборатории Гран-Сассо. Убыстренный в ЦЕРН пучок протонов направляется на мишень, где в момент взаимодействия появляются пионы и каоны. Их распад проходит с образованием мюонных нейтрино, пучок которых через 2,4 мс достигает детектора OPERA, собранного из отдельных небольших блоков, содержащих чередующиеся круги свинца и материала, покрытого ядерной эмульсией. Около 150 000 блоков массой по 8,3 кг каждый создадут огромный массив общей массой в 1 250 т.
Сбор данных участники эксперимента начали ещё в 2006 году, и только сейчас им удалось обнаружить в одном из блоков следы взаимодействия тау-нейтрино, отличного от исходных мюонных. Исследователи выделяют тот факт, что в проведённых раньше опытах регистрировалось только «исчезновение» мюонных частиц, а не появление новой, тауонной. «Это, конечно, важный шаг в развитии физики нейтрино, — поздравил своих коллег генеральный директор ЦЕРН Рольф Хойер (Rolf Heuer). — Мы все с нетерпением ждём появления учений, объясняющих полученный результат».
Ценность наблюдений нейтринных осцилляций предназначается тем, что это явление возможно только при ненулевой массе нейтрино. Последнее утверждение не соответствует Стандартной модели физики частиц, что, как верно замечает г-н Хойер, приводит к необходимости разработки уточнённых моделей.
Рассказ о нейтринных осцилляциях и интервью с авторами пробы:
Внешний вид детектора (фото OPERA collaboration).
Подготовлено по материалам ЦЕРН.
Петя комментирует:
Подбор текстов неплохой, добавлю сайт в избранное.
Расположение детектора OPERA (иллюстрация ЦЕРН).
Внешний вид детектора (фото OPERA collaboration).