2 сентября, 2016 
adminGWP
Одна из самых больших тайн в физике-почему Вселенная заполнена материей, а не антиматерией. Японский эксперимент сейчас предложили возможное объяснение: субатомные частицы, называемые нейтрино могут вести себя иначе в материальной и нематериальной формах. Стоит ли эта разница на Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP), который прошел на прошлой неделе в Чикаго, штат Иллинойс, и оно может быть далеко от истины: п. публично его, вам нужно получить больше информации. «Я могу утверждать, что нейтрино на самом деле должна быть эта разница, но было бы преждевременно говорить, что мы сможем это увидеть», — говорит Андре де Gouvea, физик-теоретик из Северо-Западного университета в Эванстоне, Иллинойс.
Однако это заявление, скорее всего, приведет к беспорядкам по теме исследования нейтрино, много, но летучие частицы, которые все чаще кажется, решить все загадки по физике.
В 1990-е годы было обнаружено, что нейтрино не поддаются предсказаниям стандартной модели физики — это успех, но неполный описания природы в силу обладания массой, не полностью безмассовые. С тех пор эксперименты с нейтрино распространился на весь мир, и исследователи поняли, что есть необходимость рассмотреть эти частицы для поиска новых объяснений в физике, говорит Кит Матер, физик американского эксперимента нейтрино Nova в Батавии, штат Иллинойс. «Они нарушают стандартной модели», — говорит он.
Странный избыток
Преобладание вещества над антивеществом во Вселенной необычно, как будто отражающие частицы были произведены в равных количествах после большого взрыва, они бы уничтожили друг друга на контакт, и не осталось ничего, кроме излучения. Физики наблюдаемых различий в поведении отдельных частиц вещества и антивещества, как каонов и в-мезонов, но это не достаточно, чтобы объяснить преобладание вещества во Вселенной.
Один из ответов может быть то, что сверхтяжелых частиц в ранней Вселенной асимметрично распадались и производили больше вещества, чем антивещества. Некоторые физики считают, что тяжелые нейтрино родственники могут быть в этом виноваты. Согласно этой теории, если нейтрино и антинейтрино ведут себя по-разному, и подобный дисбаланс в их бывших коллег мог бы объяснить избыток материи.
Чтобы проверить это, исследователи в эксперименте t2k (Токай в Камиоки) в Японии решили найти различия в том, как материал и анти-материи нейтрино колеблются между тремя типов, или «ароматов», как вы двигаться. Запущенные пучки нейтрино одного аромата — мюонных нейтрино от ускорителя протонов Японии в прибрежном поселке Токаймура на детекторе супер-Камиоканде подземный стальной резервуар в 295 километрах от первого ускорителя, заполненный 50 000 тонн воды. Исследователи подсчитали, сколько электронных нейтрино, идут разговоры о том, сколько мюонных нейтрино колебалось в другой вкус на пути. Затем повторили эксперимент с пучком мюонных антинейтрино.
Два луча показали различное поведение, сказал Коносуке Ивамото, физик из Университета Рочестера в Нью-Йорке, на презентации ICHEP.
Странные колебания
Исследователи ожидали, что если разница между материей и антиматерией не было, детектор должен был видеть 24-электрон-нейтрино и электронные антинейтрино 7 после 6 лет попыток. Антиматерия трудно производить и обнаружить.
Вместо этого они получили 32-нейтрино и 4-нейтрино. «Не вдаваясь в сложную математику, это позволяет предположить, что вещество и антивещество не качать же», — говорит Чанг ки Чжун, физик из Университета стоуни Брук в Нью-Йорке и членом эксперименте t2k.
Предварительные результаты t2k и эксперименты Нова показать ту же идею. Но замечания еще могут быть результатом случайных колебаний; что есть шанс 1 к 20 (или 2 Сигма, если говорить языком статистики) для того, чтобы увидеть эти результаты, если нейтрино и антинейтрино ведут себя таким же образом, говорит Юнг.
Нужно больше данных, чтобы подтвердить сигнал. К концу своего текущего запуска в 2021 году, в эксперименте t2k будет в пять раз больше данных, чем сегодня. Но команда должна быть в 13 раз больше данных, чтобы увеличить статистическую точность в 3 Сигма, большинство физиков начинают принимать эти данные как разумный, но не вполне убедительным — доказательство асимметрии.
Два лучше, чем один
Команда Т2К предложила продлить эксперимент до 2025 года, чтобы собрать все необходимые данные. Но если объединить сбор данных с Нова, который посылает луч нейтрино 810 км из Фермилаб в шахте в Северной Миннесоте, вы можете ускорить процесс. Нова послала лучи, нейтрино и перейти на пучках антинейтрино в 2017 году. Две группы договорились о проведении совместного обзора и планируем выйти с точностью 3 Сигма к 2020 году, говорит Юнг.
Для того, чтобы получить статистическую точность, которая необходима для официального объявления открытия — 5 Сигма — вам понадобится новое поколение нейтринных экспериментов, которые уже запланированы по всему миру.
Исследователи в эксперименте Nova представила еще один интересный, но для более раннего обнаружения в ICHEP, также полученных от изучения скорости мюонных нейтрино в электронные нейтрино проходят: подсказка, которая указывает, какое из трех разных нейтрино массы крупнейших. Ответ на этот вопрос должен помочь ученым выбрать из конкурирующих теорий о том, как четыре природных объединяются в единое взаимодействие при высоких энергиях, как в момент Большого Взрыва.
Физики делают открытия нейтрино почти каждый год, говорит де Govia. Это очень быстро по меркам физики элементарных частиц.
Нейтрино могут раскрыть тайну антитела
Илья Весь
Опубликовано в рубрике