Прогресс | Следы, оставшиеся от столкновения тау-нейтрино с ядром свинца. Изображение авторов исследования |
Физики из проекта OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking
Apparatus - проект по изучению нейтринных осцилляций, использующий
анализ эмульсионных пленок) впервые получили прямые экспериментальные
доказательства того, что мюонные нейтрино способны превращаться в
тау-нейтрино. Пока работа не опубликована в научном рецензируемом
журнале. Пресс-релиз (pdf) с описанием подробностей эксперимента можно найти на сайте проекта.
Нейтрино - это нейтральные элементарные частицы, которые очень слабо
взаимодействуют с веществом. Они рождаются в результате определенных
типов ядерных распадов и делятся на три типа - электронные, мюонные и
тау-нейтрино. В физике давно существовала гипотеза о том, что различные
типы нейтрино способны превращаться друг в друга, и этот факт был
подтвержден множеством данных, однако напрямую наблюдать этот процесс
ученым не удавалось.
Для получения этих доказательств был организован эксперимент
OPERA. Задействованные в этом эксперименте специалисты изучают мюонные
нейтрино, которые производятся на суперпротонном синхротроне
Европейского центра ядерных исследований (CERN), который находится в
730 километрах от штаб-квартиры OPERA - национальной лаборатории
Гран-Сассо в Италии. Высокоэнергетические нейтрино улавливаются
установленными в Гран-Сассо детекторами, состоящими из 150 тысяч
"кирпичиков", в которых свинцовые листы переложены листами эмульсионной
пленки.
Ядро свинца может поглощать мюонные нейтрино, и этот процесс
сопровождается испусканием мюона - еще одной элементарной частицы.
Вылет мюона оставляет четкий след внутри "кирпичика". Однако в том
случае если мюонное нейтрино превратится в тау-нейтрино, то последствия
встречи с ядром свинца будут иными - их взаимодействие сопроводится
вылетом тау-лептона, который быстро распадается на другие частицы.
Соответственно, оставшийся след в этом случае будет отличен от следа
встречи ядра свинца и мюонного нейтрино.
Физики из проекта OPERA начали свои эксперименты семь лет
назад, а первое мюонное нейтрино было "поймано" в 2006 году. К
настоящему моменту исследователи проанализировали только треть данных,
полученных с 2008 года. Из шести тысяч попавших на детекторы мюонных
нейтрино один превратился в тау-нейтрино. Вероятность того, что
зарегистрированное событие - это именно нейтринная осцилляция, ученые
оценивают в 98 процентов.
Непосредственное подтверждение того, что разные типы нейтрино
могут превращаться друг в друга, очень важно для разработки
фундаментальных теорий физических взаимодействий. В дальнейшем
специалисты OPERA намерены продолжить работу для того, чтобы обнаружить
больше примеров нейтринных осцилляций и определить, соответствует ли
частота этих событий теоретическим предсказаниям.
Ссылки по теме
- Физики зарегистрировали нейтрино земного происхождения – Lenta.ru, 15.03.2010
- Ученые в Антарктике нашли применение лишним нейтрино – Lenta.ru, 11.01.2010
- Реликтовые нейтрино оказались бесполезны для астрономов – Lenta.ru, 21.10.2009
- Нейтрино помогут в поиске гравитационных волн от сверхновых – Lenta.ru, 30.07.2009
- Получены первые данные с нейтринного телескопа на Южном полюсе – Lenta.ru, 24.12.2008
Сайты по теме
- Эксперимент OPERA
- Нейтрино в Википедии
URL: http://lenta.ru/news/2010/06/03/neutrino/
