Ученые из конкурирующих американских и японских нейтринных экспериментов впервые объединили свои данные, получив наиболее точные на сегодняшний день измерения этих неуловимых «частиц-призраков» и приблизив исследователей к разгадке одной из величайших тайн Вселенной: почему материя доминирует над антиматерией.
Команды-соперники объединяются для беспрецедентной точности
Эксперимент NOvA в Соединенных Штатах и эксперимент T2K в Японии опубликовали свой новаторский совместный анализ в журнале Nature 22 октября, ознаменовав беспрецедентное сотрудничество между двумя ранее конкурирующими исследовательскими программами. Объединив десятилетние данные T2K, собранные с 2010 года, и шестилетние данные NOvA, собранные с 2014 года, команды достигли неопределенности измерений ниже 2% для разности масс нейтрино.
"Объединив эти два проекта, мы можем извлечь новые сведения о том, как работают нейтрино", — говорит Райан Паттерсон, профессор физики в Калтехе, который руководил исследованием со стороны NOvA. В сотрудничестве участвуют более 800 ученых из более чем 120 институтов в нескольких странах.
Оба эксперимента являются исследованиями нейтрино на "длинной базе", посылая пучки частиц через земную кору на сотни километров. NOvA передает нейтрино на расстояние 810 километров от Фермилаб близ Чикаго до 14 000-тонного детектора в Аш-Ривер, Миннесота, в то время как T2K посылает свой пучок на 295 километров от Токая до детектора Супер-Камиоканде в Камиоке, Япония.
Раскрытие тайны материи и антиматерии
Исследование сосредоточено на нейтринных осцилляциях — явлении, при котором нейтрино меняют «ароматы» во время движения. Учёные полагают, что это поведение может объяснить, почему Вселенная содержит материю, а не равную смесь материи и антиматерии, которые должны были аннигилировать друг друга после Большого взрыва.
«Это исследование особенно важно, поскольку оно может помочь прояснить одну из величайших загадок в физике: почему Вселенная преимущественно состоит из материи, а не из антиматерии», — объяснила Зоя Валлари, физик из Университета штата Огайо и член команды NOvA. Совместный анализ предоставляет доказательства того, что если иерархия масс нейтрино окажется «инвертированной», это будет указывать на то, что нейтрино демонстрируют предполагаемую асимметрию между частицами и античастицами.
Кендалл Ман, сопредседатель T2K в Университете штата Мичиган, подчеркнула сложность исследования: «Физика нейтрино — странная область. Очень сложно изолировать эффекты. Объединение анализов позволяет нам изолировать один из этих эффектов, и это прогресс».
Будущие эксперименты обещают окончательные ответы
Хотя эти результаты окончательно не решают загадки нейтрино, они закладывают фундамент для экспериментов следующего поколения. Эксперимент Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), строящийся в Иллинойсе и Южной Дакоте с базовой линией 1 300 километров, может дать окончательные ответы, когда начнет работу в начале 2030-х годов. Япония одновременно строит Hyper-Kamiokande, преемника Super-Kamiokande, запуск экспериментов на котором запланирован на 2028 год.
«Сотрудничество T2K-NOvA — это не просто сумма коллабораций T2K и NOvA. Это намного, намного больше», — отметил участник проекта Носек. Оба эксперимента продолжают сбор данных, и уже разрабатываются планы по обновлению их совместного анализа с учетом новой информации по мере ее поступления.
Источники
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09599-3
https://j-parc.jp/c/en/press-release/2025/10/23001631.html
https://southshorepress.com/stories/675885975-stony-brook-researchers-contribute-to-first-joint-t2k-nova-neutrino-experiment-analysis
https://phys.org/news/2025-10-japan-precise-neutrino-field.html
https://www.reuters.com/science/researchers-us-japan-offer-insight-into-ghostly-neutrinos-2025-10-22/
Комментариев нет:
Отправить комментарий