Международная группа, состоящая из японских и британских ученых, получила достоверное подтверждение того, что у субатомных частиц, называемых нейтрино, есть еще одна форма перехода из одного вида в другой, которая ранее была неизвестна ученым. Это открытие, о котором было объявлено 19 июля 2013 года, однажды позволит ученым объяснить, почему во Вселенной содержится больше обычной материи, а не антиматерии, которые образовались в равных количествах в момент Большого Взрыва, т.е. разгадать одну из тех фундаментальных загадок, которые нам задала сама Вселенная.

Полученные результаты, которые послужили основой для сделанного открытия, являются следствием продолжения японского эксперимента T2K, связанного с нейтрино, в ходе которого измеряются характеристики этих частиц и определяются пути перехода нейтрино из одного вида в другой, так называемые колебания нейтрино.



В 2011 году ученые, работающие в рамках эксперимента T2K, впервые зарегистрировали и объявили о существовании нового вида колебаний нейтрино. Но тогда, с небольшим количеством экспериментальных данных это не могло стать открытием. Теперь, после нескольких лет сбора дополнительных данных, количество которых превысило исходный объем в 3.5 раза, статистическая достоверность данного факта стала равна 7.5 сигмам. А этого, как хорошо известно нашим читателям, более чем достаточно, чтобы объявить обнаруженный факт научным открытием.

Так в чем же заключается сделанное открытие? Известно, что существует три основных типа пар нейтрино-антинейтрино - электронное нейтрино/электронное антинейтрино, мюонное нейтрино/мюонное антинейтрино и тау-нейтрино/анти-тау-нейтрино. Каждый вид нейтрино, по аналогии с кварками, называется ароматом нейтрино. Нейтрино различных ароматов, двигаясь со скоростью света, могут спонтанно сменить свой аромат, превратиться в нейтрино другого типа.

За все время научных исследований ученым удалось наблюдать множество видов превращений нейтрино, однако результаты эксперимента T2K указывают на существование ранее неизвестного вида колебаний нейтрино, в результате которого в луче мюонных нейтрино появляется большое количество электронных нейтрино. Именно этот вид колебаний нейтрино может стать ключом к новым измерениям, с помощью которых можно будет различить колебания типа нейтрино-нейтрино и нейтрино-антинейтрино.



Для того, чтобы исследовать различные виды колебаний нейтрино в эксперименте T2K из лаборатории J-PARC, находящейся в Tokai Village на восточном побережье Японии, испускается луч нейтрино определенного типа, который улавливается датчиком Super-Kamiokande, расположенном в северо-западной части страны в 295 километрах от источника. C помощью датчика ученые определяют тип принятых нейтрино и соответствие этого типа типу изначальных частиц. В ходе экспериментов было замечено, что доля электронных нейтрино в луче мюонных нейтрино составила около 22.5 процентов, в то время, как посредством известных видов колебаний нейтрино в новый аромат могут перейти только 6.4 процента частиц. Это является прямым доказательством существования нового вида колебаний нейтрино.

Теперь ученые нацелились на проведение дополнительных исследований, которые должны обеспечить более точные измерения характеристик нового вида колебаний нейтрино. Помимо этого, ученые собираются проделать все тоже самое, используя луч из антинейтрино соответствующего аромата, с помощью чего может быть обнаружен еще один новый вид экзотических колебаний нейтрино-антинейтрино и наоборот, который сможет стать ключом ко многим тайнам Вселенной.