„Extrem aufregende“ Anomalie, die in einem großen Experiment entdeckt wurde, könnte eine große Neuigkeit für die Physik sein

Eine seltsame Lücke zwischen theoretischen Erwartungen und experimentellen Ergebnissen in a Ein großes Forschungsprojekt zu Neutrinos Es könnte ein Zeichen für ein schwer fassbares „steriles“ Neutrino sein – ein sehr leises Teilchen, das nur durch die Stille entdeckt werden kann, die es hinterlässt.

Dies ist nicht das erste Mal, dass wir Anomalien sehen, ebenso wie frühere experimentelle Daten, die auf etwas Seltsames in der Welt der Neutrinoforschung hindeuten. Diesmal wurde es im Baksan Experiment on Sterile Transformations (BEST) entdeckt.

Klare Beweise für hypothetische sterile Neutrinos könnten Physikern einen starken Kandidaten liefern, mit dem sie das mysteriöse Universum versorgen können Dunkle Materie. Auf der anderen Seite kann dies einfach zu einem Problem mit den Paradigmen führen, die verwendet werden, um eigenartige Verhaltensweisen der alten Schule zu beschreiben Neutrinos.

Was auch einen wichtigen Moment in der Geschichte der Physik darstellen würde.

„Die Ergebnisse sind sehr spannend“, sagen Steve Elliott, Physiker des Los Alamos National Laboratory.

„Dies bestätigt sicherlich die Anomalien, die wir in früheren Experimenten gesehen haben. Aber was das bedeutet, ist nicht klar. Es gibt jetzt widersprüchliche Ergebnisse über sterile Neutrinos. Wenn die Ergebnisse auf ein Missverständnis der grundlegenden Kern- oder Atomphysik hinweisen, wäre das sehr auch interessant.“

Obwohl Neutrinos zu den am häufigsten vorkommenden Teilchen im Universum zählen, ist bekannt, dass sie schwer zu erfassen sind. Wenn Sie kaum Masse, keine elektrische Ladung haben und Ihre Existenz nur durch die schwache Kernkraft erkennen lassen, ist es einfach, ungehindert durch die dichteste Materie zu schlüpfen.

Die geisterhafte Bewegung des Neutrinos ist nicht nur seine faszinierende Eigenschaft. Die Quantenwelle jedes Teilchens verändert sich beim Abheben und oszilliert zwischen unterschiedlichen „Geschmacksrichtungen“, die die Resonanz negativ geladener Teilchen widerspiegeln – Elektron, Myon und Tau.

Untersuchungen zu den Oszillationen von Neutrinos in US Los Alamos National Laboratory in den 1990er Jahren Ich bemerkte Lücken im Timing dieses Flips, die Platz für eine vierte Geschmacksrichtung ließen, eine, die nicht wie eine Welle in der schwachen nuklearen Domäne auftreten würde.

In der Stille verborgen, wird der sterile Geschmack von Neutrinos nur durch eine kurze Pause in ihren Wechselwirkungen sichtbar.

BEST ist vor kosmischen Neutrinoquellen unter einer Meile Felsen im russischen Kaukasus geschützt. Es verfügt über einen Doppelkammertank mit flüssigem Gallium, der geduldig Neutrinos sammelt, die vom radioaktiven Chromkern emittiert werden.

Nachdem die Forscher gemessen haben, wie viel Gallium sich in jedem Tank in ein Germaniumisotop verwandelt hat, können die Forscher rückwärts arbeiten, um die Anzahl der direkten Kollisionen mit Neutrinos zu bestimmen, während sie durch das Elektronenaroma oszillieren.

Ähnlich wie bei der „Gallium-Anomalie“ des Los-Alamos-Experiments zählten die Forscher ein Fünftel bis ein Viertel weniger Germanium als erwartet, was auf ein Defizit in der erwarteten Anzahl von Elektron-Neutrinos hinweist.

Das bedeutet nicht mit Sicherheit, dass Neutrinos kurzzeitig einen sterilen Geschmack angenommen haben. Viele andere Suchen nach schwach kleinen Partikeln gehen leer aus und lassen die Möglichkeit offen, dass die Modelle, die zur Vorhersage von Übergängen verwendet werden, etwas irreführend sind.

Das ist an sich nichts Schlechtes. Korrekturen im Grundgerüst der Kernphysik könnten erhebliche Auswirkungen haben und möglicherweise Lücken aufdecken Standardform Was zu Erklärungen für einige der großen verbleibenden Geheimnisse der Wissenschaft führen könnte.

Wenn dies tatsächlich ein Zeichen für ein steriles Neutrino ist, haben wir vielleicht endlich Hinweise auf Materie in großen Mengen, die jedoch nur eine Gravitationsleinwand im Raumgewebe bildet.

Ob dies die Summe der Dunklen Materie oder nur ein Teil ihres Puzzles ist, wird von weiteren Experimenten mit den gespenstischsten Teilchen da draußen abhängen.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Wiederholungsbriefe Physik Und die körperliche Untersuchung c.