Физики приблизились к неуловимому стерильному нейтрино
Эксперимент KATRIN, проведя самые точные на сегодняшми прямые поиски, не обнаружил признаков существования гипотетического четвёртого типа нейтрино, что опровергает ряд ранних аномалий и сужает область поиска
Short Summary
Международная коллаборация KATRIN представила в Nature результаты наиболее точного на сегодняшний день прямого поиска стерильных нейтрино — гипотетической частицы, которая могла бы объяснить давние аномалии в экспериментах и расширить Стандартную модель физики. Анализ энергии более 36 миллионов электронов, образовавшихся при β-распаде трития в период с 2019 по 2021 год, не выявил ожидаемых искажений в энергетическом спектре, которые свидетельствовали бы о рождении четвёртого типа нейтрино.
Этот результат исключает широкий диапазон параметров для лёгких стерильных нейтрино, предложенных для объяснения аномалий в реакторных экспериментах и измерениях с галлиевыми источниками, и прямо противоречит заявлению эксперимента Neutrino-4 об обнаружении такой частицы. KATRIN исследует нейтрино в момент их рождения, что дополняет данные осцилляционных экспериментов, изучающих изменение типа нейтрино на расстоянии. Вместе эти подходы последовательно исключают существование стерильных нейтрино, заметно смешивающихся с известными типами.
Сбор данных на KATRIN продлится до 2025 года, что увеличит статистику более чем в 6 раз и повысит чувствительность. Запланированная на 2026 год установка детектора TRISTAN откроет новое окно для поиска более тяжёлых стерильных нейтрино в кэВ-диапазоне, которые могут даже являться кандидатами на роль тёмной материи во Вселенной, продолжив охоту за частицей, способной переписать законы физики.
Отсутствие сигнала стерильного нейтрино
Самый точный прямой поиск KATRIN не обнаружил искажений в энергетическом спектре электронов от β-распада трития, указывающих на существование лёгкого стерильного нейтрино
Опровержение предыдущих аномалий
Результаты исключают широкий диапазон параметров, предложенных для объяснения аномалий в реакторных и галлиевых экспериментах, и прямо противоречат заявлению эксперимента Neutrino-4
Комплементарность методов
Прямые измерения KATRIN в момент рождения нейтрино и осцилляционные эксперименты, отслеживающие их изменение на расстоянии, вместе дают последовательные свидетельства против гипотезы стерильного нейтрино, заметно смешивающегося с известными типами
Планы по расширению поиска
Продолжение сбора данных до 2025 года и установка детектора TRISTAN в 2026 году позволят исследовать более тяжёлые стерильные нейтрино в кэВ-диапазоне, потенциально связанные с тёмной материей
Text generated using AI
