Ученые приблизились к разгадке тайны нейтрино

С помощью уникального спектрометра, в проектировании и строительстве которого приняли активное участие ученые Санкт-Петербургского университета, удалось измерить спектры частиц, порождающих нейтрино, сообщается на сайте СПбГУ.

Коллаборация T2K (Япония) обратилась к эксперименту NA61/SHINE, участниками которого являются ученые СПбУ,  в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) — единственному эксперименту, способному измерить спектры частиц в области энергий, используемых T2K.

В экспериментах T2K  пучок протонов из ускорителя J-PARC в Японии сталкивается с углеродной мишенью, далее происходит фокусировка частиц, которые способны породить нейтрино. Получившийся поток нейтрино преодолевает 295 километров под земной поверхностью и попадает в детектор Super-Kamiokande, где по изменению количества частиц можно судить о величине осцилляций, то есть о том, какое количество нейтрино изменило свой сорт за время полета.

В ходе работы на эксперименте T2K исследователи столкнулись с проблемой, которая требовала кардинального решения. Так как осцилляции происходят очень редко, для конечного результата крайне важно знать первоначальное число рожденных нейтрино и их энергии, а для этого необходимо максимально точно измерить количество частиц, породивших нейтрино, и их энергии. До последнего времени ученые не обладали данной информацией, в связи с чем приходилось пользоваться только модельными предсказаниями.

«Коллаборация NA61/SHINE,  повторила часть эксперимента T2K: с Суперпротонного синхротрона ЦЕРН был взят пучок протонов с той же энергией, что использует T2K на ускорителе J-PARC, и изучались столкновения с полной копией углеродной мишени T2K, — рассказывает руководитель лаборатории физики сверхвысоких энергий (LUHEP) СПбГУ Григорий Феофилов. — С помощью уникального спектрометра, в проектировании и строительстве которого приняли активное участие ученые Санкт-Петербургского университета, удалось получить данные о вероятностных распределениях количества частиц в зависимости от угла вылета и энергии, то есть измерить спектры частиц, порождающих нейтрино. Эти результаты уже сегодня позволяют эксперименту T2K отказаться от использования предсказаний теоретических моделей, которые часто не соответствуют действительности, и увеличить точность предсказания спектров и потоков нейтрино и антинейтрино примерно втрое».

Ученые предполагают, что, получив больше информации о нейтрино, они смогут объяснить, почему мир состоит из материи, а доля антиматерии в нем ничтожно мала, ответить на вопросы об образовании Вселенной и даже приподнять завесу тайны темной материи.

Подробнее: http://link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-016-3898-y

Источник: http://spbu.ru/news-spsu/25710-uchenye-sdelali-shag-k-razgadke-tajny-nejtrino.html