Личностный кризис нейтрино

Изменение находится в воздухе — и в Земле, по крайней мере насколько neutrinos затронуты. Последние результаты японского эксперимента показывают вне любого обоснованного сомнения, что neutrinos, созданные в лаборатории, изменяют свои тождества, поскольку они путешествуют через Землю. Находка уплотняет подозрения о непостоянной природе этих легких частиц.

В течение прошлого десятилетия или так, ученые стали все более и более уверенными, что почти невесомое нейтрино периодически изменяет свою идентичность. Они подозревают, например, что одна разновидность нейтрино, такого как относительно легко обнаруживаемое мюонное нейтрино, может измениться спонтанно в другой тип, такой как труднообнаруживаемое tau нейтрино. Ученые видели сильные доказательства этого поведения «колебания» в neutrinos, прибывающем из солнца (Наука, 12 июня 1998, p. 1689) и в созданных в атмосфере космическими лучами (Наука, 26 апреля 2002, 632b p. 632).

Теперь существует другая чрезвычайно сильная, независимая часть доказательств, что мюон neutrinos может изменить их идентичность. В богатой энергией лаборатории физики KEK в Цукубе, Япония, физики создали луч мюона neutrinos и стреляли в них через землю к датчику нейтрино на расстоянии в 250 километров Super-Kamiokande. Когда ученые проанализировали ценность 5 лет данных о нейтрино из эксперимента K2K, они обнаружили, что почти одна треть мюона neutrinos так или иначе исчезла по пути к датчику. Приблизительно из 150 мюонов neutrinos ожидал быть обнаруженным в датчике Super-K, только приблизительно 110 обнаружились. Наиболее вероятное объяснение состоит в том, что недостающий мюон neutrinos колебался — измененный — в труднообнаруживаемую tau разновидность.

«Это доказывает, что эти neutrinos колеблются», говорит Жак Буше, физик во французском Центре Атомной энергии в Сакле, Франция и сотруднике K2K. Кроме того, данные K2K, выпущенные 11 июня, также содержат доказательства, что результат колебания зависит от энергии neutrinos. Чем больше энергии, которую имеет нейтрино, тем дольше это путешествует, в среднем, прежде чем это изменит свою идентичность. Поэтому теоретики предсказали, эксперимент K2K должен видеть, что низкоэнергетический neutrinos изменяет идентичность пропорционально чаще, чем богатые энергией neutrinos. И это точно, что нашел K2K.

Несмотря на то, что K2K, как намечают, будет закрыт в 2005, Американский эксперимент, MINOS, и европейский, ОПЕРА, собирается включить в 2006 и 2007, соответственно, и значительно изменит к лучшему результаты K2K, говорит Буше. До тех пор, тем не менее, ученые должны будут быть довольными знание, что они уверенно двигаются к пониманию нейтрино — независимо от того, какую идентичность это выбирает.

Добавить комментарий