主要な実験で発見された「非常にエキサイティングな」異常は、物理学にとって大きなニュースかもしれません

理論的期待と実験結果の間の奇妙なギャップは、 ニュートリノに関する主要な研究プロジェクト それは、とらえどころのない「ステライルニュートリノ」の兆候である可能性があります。これは非常に静かな粒子であり、その後に残る沈黙によってのみ検出できます。

ニュートリノ研究の世界で何か奇妙なことを示唆している以前の実験データと同様に、これは私たちが異常を見たのは初めてではありません。 今回は、バクサンの滅菌変換実験（BEST）で発見されました。

架空のステライルニュートリノの明確な証拠は、物理学者に神秘的な宇宙に供給する強力な候補を提供する可能性があります 暗黒物質。 一方、これは単に古い学校の独特の行動を説明するために使用されるパラダイムの問題につながる可能性があります ニュートリノ。

これはまた、物理学の歴史において重要な瞬間を構成するでしょう。

「結果は非常にエキサイティングです。」 言う ロスアラモス国立研究所の物理学者スティーブエリオット。

「これは確かに以前の実験で見た異常を再確認します。しかし、これが何を意味するのかは明らかではありません。現在、ステライルニュートリノについて矛盾する結果があります。結果が基本的な核または原子物理学が誤解されていることを示している場合、それは非常に興味深いでしょう、 それも。”

宇宙で最も豊富な粒子の中にランク付けされているにもかかわらず、ニュートリノは拾うのが難しいことが知られています。 質量がほとんどなく、電荷がなく、弱い核力だけで自分の存在を知らせると、邪魔されずに最も密度の高い物質をすり抜けやすくなります。

ニュートリノの幽霊のような動きは、その興味をそそる品質だけではありません。 各粒子の量子波は、離陸時に変形し、負に帯電した粒子（電子、ミューオン、タウ）の共鳴をエコーする別個の「フレーバー」間で振動します。

ニュートリノの振動に関する研究 1990年代の米国ロスアラモス国立研究所 この反転のタイミングにギャップがあり、弱い核領域の波紋のようには発生しない4番目のフレーバーの余地があることに気づきました。

沈黙の中で隠されているニュートリノの無菌フレーバーは、それらの相互作用の短い一時停止によってのみ明らかになります。

BESTは、ロシアのコーカサス山脈の1マイルの岩の下にある宇宙ニュートリノ源から保護されています。 放射性クロムコアから放出されたニュートリノを辛抱強く集める液体ガリウムのダブルチャンバータンクを備えています。

各タンクでどれだけのガリウムがゲルマニウム同位体に変わったかを測定した後、研究者は逆方向に作業して、ニュートリノが電子フレーバーを介して振動するときのニュートリノとの直接衝突の数を決定できます。

ロスアラモス実験の「ガリウム異常」と同様に、研究者たちは予想よりも5分の1から4分の1少ないゲルマニウムを数え、予想される電子ニュートリノの数が不足していることを示しています。

これは、ニュートリノが一時的に無菌フレーバーを採用したことを確実に意味するものではありません。 かすかに小さな粒子を探す他の多くの検索は手ぶらで出てきて、遷移を予測するために使用されるモデルがいくぶん誤解を招く可能性を残しています。

これ自体は悪いことではありません。 原子核物理学の基本的な枠組みの修正は、重大な影響を及ぼし、潜在的に 標準形 これは、謎が残っている偉大な科学のいくつかの説明につながる可能性があります。

これが確かにステライルニュートリノの兆候である場合、私たちは最終的に大量の物質の証拠を持っているかもしれませんが、それは宇宙の構造の中で重力の帆布を形成するだけです。

これが暗黒物質の合計なのか、それともそのパズルの一部なのかは、より幽霊のような粒子を使ったさらなる実験に依存します。

この研究はに掲載されました 物理レビューレター そしてその 物理的レビューc。