Naukowcy z projektu STEREO nie znaleźli neutrino sterylnego. Uważają, że ono nie istnieje
Anomalie w pomiarach neutrino doprowadziły w przeszłości do odkrycia, że cząstki te mają niezerową masę i oscylują pomiędzy trzema zapachami: mionowym, taonowym i elektronowym. W ubiegłym dziesięcioleciu zaobserwowano kolejne anomalie, na podstawie których wysunięto hipotezę o istnieniu neutrino sterylnego, czyli takiego, które nie oddziałuje za pomocą oddziaływań słabych, a jedynie za pośrednictwem grawitacji. Teraz, po wielu latach badań, opublikowano ostateczne wyniki eksperymentu STEREO dotyczącego antyneutrin. Autorzy badań wykluczyli możliwość istnienia neutrino sterylnego.
Istnienie cząstki elementarnej o nazwie neutrino zaproponował Wolfgang Pauli w 1930 roku. Była ona potrzebna do wyjaśnienia, jak podczas rozpadu beta dochodzi do zachowania energii, pędu i momentu pędu. Neutrino to elektrycznie obojętny fermion, którego masa spoczynkowa jest tak mała, że przez długi czas sądzono, iż wynosi ona 0. Oddziałuje ono z innymi cząstkami za pomocą grawitacji i oddziaływań słabych. Cząstka została odkryta w 1956 roku.
Obecnie znamy trzy rodzaje neutrino i wiemy, że cząstka podlega oscylacjom, zmieniają się ciągle pomiędzy tymi trzema rodzajami, zwanymi zapachami. Tę właściwość neutrin odkryto przed zaledwie dwiema dekadami. W 2011 roku coraz doskonalszy sprzęt pomiarowy wskazał na istnienie niezgodności pomiędzy obserwowanymi a przewidywanymi antyneutrinami wydostającymi się z reaktorów jądrowych. Ta niezgodność pomiarów z obliczeniami doprowadziła do pojawienia się hipotezy o istnieniu jeszcze jednego zapachu neutrino. Neutrino sterylne, które ma nie oddziaływać za pomocą oddziaływań słabych, mogło też wyjaśniać inne zjawiska fizyczne, których nie rozumiemy, takie jak ciemną materię.
Przed sześciu laty w wysokostrumieniowym reaktorze badawczym w Instytucie Lauego-Langevina w Grenoble rozpoczęto program STEREO, którego celem było znalezienie neutrino sterylnego. Teraz niemiecko-francuski zespół badawczy ogłosił, że o ile anomalie w emisji neutrino przez reaktory występują, to ich przyczyną nie jest neutrino sterylne.
W latach 2017–2020 zaobserwowaliśmy ponad 100 000 neutrin, ale nie znaleźliśmy wśród nich żadnego śladu neutrino sterylnego, stwierdzają autorzy badań. Warto w tym miejscu przypomnieć, że w Fermilab powstaje właśnie ostatni z wielkich detektorów, które mają znaleźć neutrino sterylne i fizykę poza Modelem Standardowym.
Komentarze (6)
thikim, 13 stycznia 2023, 17:35
Brawo Model Standardowy.
Jeżeli neutrino się zmienia pomiędzy swoimi różnymi wersjami - które jednocześnie są kolejnymi generacjami w Modelu Standardowym - tzn. że jest silny związek pomiędzy generacjami.
Być może ten związek został zakłócony przez masę, która pojawiła się przy Higgsie.
Co dalej sugeruje że przed pojawieniem się mechanizmu nadawania masy przez pole Higgsa - każde trzy generacje dla cząstek elementarnych - mogły tak naprawdę być tylko jedną generacją. Podział na 3 generacje - może pochodzić dopiero z mechanizmu Higgsa.
Takie coś by nam mocno uprościło Model Standardowy:
dwa pola kwarkowe, jedno elektronowe, jedno neutrinowe - to tylko 4 pola cząstek i być może jedno pole oddziaływań.
BTW. 100 tys. to za mała próbka żeby mówić że nie istnieje neutrino sterylne - ale najpierw ten szalony pomysł ze sterylnymi cząstkami nie miał podstaw.
Czyli najpierw poleciano na oślep za sterylnym neutrinem, a teraz się wycofują też bez podstaw. Ciekawa nauka.
Jeśli bowiem sterylne neutrino istnieje to powinno praktycznie nie oddziaływać. Takie sterylne neutrino - gdyby istniało - przeleciałoby zapewne (strzelam) - ścianę ołowiu wielkości galaktyki - nie zauważając jej.
Ergo Sum, 13 stycznia 2023, 23:58
Jeśli materia jest w 99,9999999999999... pusta to znaczy, że jest zbudowana tak naprawdę głównie z oddziaływań a nie z cząstek. Jeśli punkty skrzyżowania fal między sobą mają niższe przełęcze - to jest to jakiś rodzaj oddziaływania. To "oddziaływanie" nie potrzebuje cząstek, aby istnieć. Być może powinniśmy się bardziej skupiać na obserwacji oddziaływań a nie cząstek, które mogą nie istnieć.
GROSZ-ek, 14 stycznia 2023, 10:47
Hmm, oddziaływania słabe zamieniają jedne rodzaj kwarków w drugie, tak samo z elektronami i neutrinami - czyli leptonami. To by sugerowało, że jeśli już istnieją, to tylko osobne pola leptonów i kwarków oraz zwichrowane na różne sposoby pole oddziaływań między nimi, przy czym leptony nie oddziałują kolorowo, a kwarki tak.
thikim, 15 stycznia 2023, 00:05
Poza grawitacją - wszystkie znane oddziaływania potrzebują swoich nośników. Jeżeli mowa jest o budowie atomów - to oddziaływaniem które zapewnia "nieprzezroczystość" materii jest oddziaływanie EM.
Ale to trochę inny rodzaj "zamiany". Neutrina - żeby oscylować - nie potrzebują oddziaływania słabego czy silnego czy EM. Taka jest ich natura - być może związana z tym że nie ma między nimi istotnych różnic w energii. A to z kolei prowadzi do wniosku że pole Higgsa traktuje je dość jednakowo.
peceed, 15 stycznia 2023, 14:37
Grawitacja też potrzebuje, dlatego mamy grawitony.
thikim, 15 stycznia 2023, 17:32
1897 - odkrycie elektronu.
Słucham - kiedy odkryto grawiton?
Nie mamy grawitonów. Nie wymyślaj sobie cząstek których nie odkryto jakby istniały.
Zwłaszcza takich co do których są poważne wątpliwości czy kiedykolwiek zostaną odkryte i czy mają jakikolwiek fizyczny sens.
Grawitacja nie bez powodu jest dziesiątki rzędów wielkości słabsza niż inne oddziaływania.
Że się tak poetycko wyrażę w mikroświecie to bardziej jak drżenie pajęczyny niż arbuz