Нове відкриття про природу нейтрино робить нас на один крок ближче до розгадки найбільшої таємниці Всесвіту
Міжнародна група, що складається з японських і британських учених, отримала достовірне підтвердження того, що у субатомних частинок, званих нейтрино, є ще одна форма переходу з одного виду в інший, яка раніше була невідома вченим. Це відкриття, про яке було оголошено 19 липня 2013 року, одного разу дозволить вченим пояснити, чому у Всесвіті міститься більше звичайної матерії, а не з антиматерії, які утворилися в рівних кількостях в момент Великого Вибуху, тобто розгадати одну з тих фундаментальних загадок, які нам задала сама Всесвіт.
Отримані результати, які послужили основою для зробленого відкриття, є наслідком продовження японського експерименту T2K, пов'язаного з нейтрино, в ході якого вимірюються характеристики цих часток і визначаються шляхи переходу нейтрино з одного виду в інший, так звані коливання нейтрино.
У 2011 році науковці, які працюють у рамках експерименту T2K, вперше зареєстрували і оголосили про існування нового виду коливань нейтрино. Але тоді, з невеликою кількістю експериментальних даних це не могло стати відкриттям. Тепер, після декількох років збору додаткових даних, кількість яких перевищила початковий обсяг в 3.5 рази, статистична достовірність цього факту стала дорівнює 7.5 сигма. А цього, як добре відомо нашим читачам, більш ніж достатньо, щоб оголосити виявлений факт науковим відкриттям.
Так в чому ж полягає зроблене відкриття? Відомо, що існує три основних типи пар нейтрино-антинейтрино - електронне нейтрино/електронне антинейтрино, мюонное нейтрино/мюонное антинейтрино і тау-нейтрино/анти-тау-нейтрино. Кожен вид нейтрино, за аналогією з кварками, називається ароматом нейтрино. Нейтрино різних ароматів, рухаючись зі швидкістю світла, можуть спонтанно змінити свій аромат, перетворитися в нейтрино іншого типу.
За весь час наукових досліджень вченим вдалося спостерігати безліч видів перетворень нейтрино, однак результати експерименту T2K вказують на існування раніше невідомого виду коливань нейтрино, в результаті якого в промені мюонним нейтрино з'являється велика кількість електронних нейтрино. Саме цей вид коливань нейтрино може стати ключем до нових вимірів, за допомогою яких можна буде розрізнити коливання типу нейтрино-нейтрино і нейтрино-антинейтрино.
Для того, щоб дослідити різні види коливань нейтрино в експерименті T2K з лабораторії J-PARC, що знаходиться в Tokai Village на східному узбережжі Японії, випускається промінь нейтрино певного типу, який уловлюється датчиком Super-Kamiokande, розташованому в північно-західній частині країни в 295 кілометрів від джерела. C допомогою датчика вчені визначають тип прийнятих нейтрино і відповідність цього типу типом початкових частинок. У ході експериментів було помічено, що частка електронних нейтрино в промені мюонним нейтрино склала близько 22.5 відсотків, в той час, як за допомогою відомих видів коливань нейтрино в новий аромат можуть перейти тільки 6.4 відсотка частинок. Це є прямим доказом існування нового виду коливань нейтрино.
Тепер вчені націлилися на проведення додаткових досліджень, які повинні забезпечити більш точні вимірювання характеристик нового виду коливань нейтрино. Крім цього, вчені збираються зробити все теж саме, використовуючи промінь з антинейтрино відповідного аромату, з допомогою чого може бути виявлений ще один новий вид екзотичних коливань нейтрино-антинейтрино і навпаки, який зможе стати ключем до багатьох таємниць Всесвіту.