Из разных жанров: масса нейтрино не связана с темной материей
Нейтрино — уникальные частицы, масса которых невообразимо мала. Откуда она берется — одна из загадок современной физики, и команда ученых только что заметно сузила возможное поле ее решений. По крайней мере, гипотетическая сверхлегкая темная материя, скорее всего, не является объяснением данного феномена. Хотя поиски продолжаются.
Пока вы читали этот абзац, сквозь вас пролетел квадриллион нейтрино. Эти элементарные частицы летают на гигантских скоростях и почти не вступают во взаимодействие с материей. И все же, в отличие от фотонов, нейтрино обладают пусть крошечной, но массой. И эта ничтожно малая масса — источник крупной головной боли.
В попытках реконструировать механизм ее возникновения физики предложили довольно сложную и экзотическую гипотезу. Согласно ей, в основе лежит взаимодействие нейтрино со скалярной темной материей, которая тоже почти ничего не весит (и потому называется «ультралегкой»). Но команда исследователей решила подвергнуть эту идею комплексной проверке. Вынеся за скобки вопрос самого существования гипотетического вида материи, они пришли к выводу, что данная концепция очень далека от того, чтобы быть правдоподобной.
Ученые начали с создания масштабной теоретической модели, которая описывала бы процесс взаимодействия ультралегкой темной материи с нейтрино. Согласно ей, бозоны с массой меньше 10 электрон-вольт (то есть примерно в 50 000 раз легче электрона) могут влиять на сверхскоростные частицы двумя основными способами. Первый — это медленное и незначительное изменение в массе нейтрино под влиянием поля темной материи, движущегося подобно волне. Второй — движения Земли, положение Солнца и прочие космические эффекты.
Оба этих фактора должны непосредственно влиять на вероятность перехода нейтрино из одного типа в другой (например, из электронного в мюонное). Оставалось лишь сравнить теоретический прогноз с реально наблюдаемой картиной. Лучше всего для этого подошел массив данных, собранный за несколько лет японской нейтринной обсерваторией KamLAND.
Ученые многократно перепроверили статистику на предмет любых подозрительных совпадений. Но никаких признаков наличия закономерностей, предсказанных упомянутой гипотезой, найти так и не удалось. «Результаты убедительно демонстрируют, что происхождение масс нейтрино из "темного сектора" не подтверждается имеющимися на сегодняшний день данными», — резюмировал один из авторов исследования Лука Визинелли.
Впрочем, это не значит, что в вопросе поставлена точка — поиски темной материи (не только ультралегкой) продолжаются. Не исключено, что она может ускорять вращение Земли и других планет — подробнее рассказали здесь.
Самое популярное
