Новые аномалии, которые нарушают стандартную модель физики

Физики Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (США) обнаружил аномалию, которая не вписывается в классическую стандартную модель, которая описывает в физике элементарных частиц. Результаты эксперимента свидетельствуют о существовании гипотетических частиц, называемых стерильных нейтрино. Об этом сообщает издание Science оповещения. Препринт статьи, опубликованной в репозитории arXiv.org.

Нейтрино чрезвычайно слабо реагируют с материей, не имеет заряда и участвует только в слабых ядерных и гравитационных взаимодействий. Согласно стандартной модели, существует три типа (аромата) нейтрино - электронное нейтрино, мюонное нейтрино и Тау-нейтрино. Однако физики предполагают, что, возможно, есть четвертый Тип нейтрино, назвать стерильным. Она не участвует в низкое воздействие и является кандидатом в частицы темной материи.

Из-за своих физических особенностей стерильные нейтрино не могут быть непосредственно обнаружены с ультра-чувствительных электронных фотоумножителей, используемых в обсерватории нейтрино. Однако, как и предсказывал нейтрино минимальной стандартной модели (Стандартная модель расширения), стерильные нейтрино, смешивая с обычным нейтрино, может влиять на нейтринные осцилляции — процесс изменения вкусов частиц — в результате наблюдается избыток частиц определенного типа.

Первые доказательства существования стерильных нейтрино было получено в эксперименте LSND (англ. Жидкий сцинтиллятор детектора нейтрино) в 90-е годы, когда физики зарегистрировал избыток электронов, нейтрино и антинейтрино. Однако, не достаточно данных для уверенности в открытии, и ряд других опытов не удалось повторить результат. В новом эксперименте MiniBooNE ученые изготовили пучки мюонных нейтрино в контейнер, наполненный смесью углеводородов. Электронные нейтрино были зафиксированы во время наблюдения вспышек света, возникающих при взаимодействии частиц с античастицами.

В целом, были 2437 таких событий, примерно на 460 больше, чем ожидалось. Сама по себе эта разница превышает стандартное отклонение 3? (трех Сигм), что указывает на крайне низкую вероятность ошибки и позволяет предположить существование новой частицы. Однако, если совместить результат со статистикой полученных LSND, то стандартное отклонение будет ? 6,1, что позволяет более уверенно говорить о существовании аномалии.

Стандартная модель не может объяснить некоторые физические явления (например, происхождение масса, нейтринные осцилляции и происхождение темной материи), которая описывает теоретические разработки, связанные с новой физикой. В настоящее время некоторые новые теории проверены экспериментально.

Категория: Наука