Büyük bir deneyde keşfedilen ‘son derece heyecan verici’ anomali fizik için büyük bir haber olabilir

Teorik beklentiler ile deneysel sonuçlar arasında tuhaf bir boşluk Nötrinolar üzerine büyük bir araştırma projesi Bu, ancak ardında bıraktığı sessizlikle tespit edilebilen çok sessiz bir parçacık olan, bulunması zor bir “steril” nötrino’nun işareti olabilir.

Bu, nötrino araştırmaları dünyasında garip bir şey olduğunu düşündüren önceki deneysel verilerin yanı sıra anormallikleri ilk gördüğümüz zaman değil. Bu sefer Baksan Steril Dönüşümler Deneyi’nde (BEST) keşfedildi.

Varsayımsal steril nötrinoların açık kanıtı, fizikçilere gizemli evreni sağlamak için güçlü bir aday sağlayabilir. karanlık madde. Öte yandan, bu, eski ekole özgü davranışları tanımlamak için kullanılan paradigmalarla ilgili bir soruna yol açabilir. nötrinolar.

Bu da fizik tarihinde önemli bir an teşkil edecekti.

“Sonuçlar çok heyecan verici” o diyor Los Alamos Ulusal Laboratuvarı fizikçisi Steve Elliott.

“Bu, önceki deneylerde gördüğümüz anormallikleri kesinlikle yeniden doğruluyor. Ancak bunun ne anlama geldiği açık değil. Şimdi steril nötrinolar hakkında çelişkili sonuçlar var. Sonuçlar, temel nükleer veya atom fiziğinin yanlış anlaşılmasına işaret ediyorsa, bu çok iyi olurdu. da ilginç.”

Evrendeki en bol parçacıklar arasında yer almasına rağmen, nötrinoların yakalanmasının zor olduğu biliniyor. Kütleniz zar zor, elektrik yükünüz yoksa ve varlığınızı yalnızca zayıf nükleer kuvvetle bilinir hale getirdiğinizde, en yoğun maddeden engellenmeden geçmek kolaydır.

Nötrinonun hayaletimsi hareketi, yalnızca merak uyandıran niteliği değildir. Her parçacığın kuantum dalgası, havalanırken değişir ve negatif yüklü parçacıkların – elektron, müon ve tau – rezonansını yansıtan farklı “tatlar” arasında salınır.

Nötrinoların salınımları üzerine çalışmalar 1990’larda ABD Los Alamos Ulusal Laboratuvarı Bu dönüşün zamanlamasında, zayıf nükleer alandaki bir dalgalanma gibi olmayacak olan dördüncü bir çeşide yer bırakan boşluklar fark ettim.

Sessizlik içinde gizlenen nötrinoların steril tadı, yalnızca etkileşimlerinde kısa bir duraklama ile ortaya çıkacaktır.

BEST, Rus Kafkas Dağları’nda bir mil kayanın altındaki kozmik nötrino kaynaklarından korunmaktadır. Radyoaktif krom çekirdekten yayılan nötrinoları sabırla toplayan çift bölmeli bir sıvı galyum tankına sahiptir.

Araştırmacılar, her tankta ne kadar galyumun germanyum izotopuna dönüştüğünü ölçtükten sonra, elektron aroması boyunca salınan nötrinolarla doğrudan çarpışmaların sayısını belirlemek için geriye doğru çalışabilirler.

Los Alamos deneyinin ‘galyum anomalisine’ benzer şekilde, araştırmacılar beklenenden beşte bir ila dörtte bir oranında daha az germanyum saydılar ve bu da beklenen elektron nötrino sayısında bir eksiklik olduğunu gösterdi.

Bu, nötrinoların kısaca steril bir tada sahip olduğu anlamına gelmez. Hafifçe küçük parçacıklar için yapılan diğer birçok araştırma eli boş çıkıyor ve geçişleri tahmin etmek için kullanılan modellerin bir şekilde yanıltıcı olma olasılığını açık bırakıyor.

Bu kendi başına kötü bir şey değil. Nükleer fiziğin temel çerçevesindeki düzeltmeler, potansiyel olarak boşlukları ortaya çıkaran önemli sonuçlara sahip olabilir. Standart biçim Bu, bilimin kalan büyük gizemlerinden bazıları için açıklamalara yol açabilir.

Eğer bu gerçekten de steril bir nötrino işaretiyse, sonunda maddenin çok büyük miktarlarda olduğuna dair kanıtlara sahip olabiliriz, ancak bu, uzayın dokusunda yalnızca yerçekimi kanvasını oluşturur.

Bunun karanlık maddenin toplamı mı yoksa yapbozun bir parçası mı olduğu, oradaki en hayalet parçacıklarla ilgili daha ileri deneylere bağlı olacaktır.

Bu araştırma yayınlandı Fizik inceleme mektupları Ve fiziksel inceleme c.