Нова глава във физиката е открита, според учени, които търсят жизненоважен градивен елемент на Вселената. Голям експеримент е използван за търсене на неуловимата субатомна частица: ключов компонент на материята, която съставя нашето ежедневие. Търсенето не успя да намери частицата, известна като стерилното неутрино.
Това обаче, сега ще насочи физиците към още по-интересни теории, за да им помогне да обяснят как е възникнала Вселената.
Проф. Марк Томсън, изпълнителен председател на Съвета за научни и технологични съоръжения (STFC), който финансира приноса на Обединеното кралство към експеримента Microboone, описа резултата като „доста вълнуващ“.
Това е така, защото значителна част от физиците развиват своите теории въз основа на това, че съществуването на стерилно неутрино е било възможно.
„Теорията съществува от доста време и предизвиква голям интерес“, каза проф. Томсън пред BBC News. „Резултатът е наистина интересен, защото оказва влияние върху нововъзникващите теории във физиката на елементарните частици и космологията.“
Експериментът Microboone е базиран в американската национална ускорителна лаборатория Fermi (Fermilab) в Батавия, Илинойс – точно извън Чикаго. Но в проекта участват физици от много страни.
Неутрино са призрачни субатомни частици, които проникват във Вселената, но почти не взаимодействат с ежедневния свят около нас. Всяка секунда милиарди от тях преминават през Земята – и всички, които живеят на нея.
Неутрино съществува в три известни вида – електрон, мюон и тау. През 1998 г. японски изследователи откриха, че неутрино се променят от един вид в друг, докато пътуват.
Това преобръщане на вида не може да бъде напълно обяснено от настоящата „голяма теория“ на субатомната физика – наречена Стандартен модел. Някои физици смятат, че откриването защо неутриното има толкова малка маса – което им позволява да променят вида си – ще им даде по-задълбочено разбиране за това как работи Вселената и по-специално как е възникнала.
Текущите теории предполагат, че малко след Големия взрив е имало равни количества материя и антиматерия, в огледален образ. Въпреки това, когато материята се сблъска с антиматерията, те се унищожават насилствено, освобождавайки енергия. Ако е имало равни количества в ранната Вселена, те би трябвало да се унищожат взаимно.
Вместо това по-голямата част от Вселената днес е направена от материя, с много по-малки количества антиматерия. Някои учени смятат, че в промяната на вида на неутриното се съдържа космическата ловкост, която позволява на някои материи да оцелеят след Големия взрив и да създадат планетите, звездите и галактиките, които съставляват Вселената.
През 90-те години на миналия век експеримент, наречен експеримент с течен сцинтилатор на неутрино детектор в Националната лаборатория в Лос Аламос на Министерството на енергетиката на САЩ, показва производството на повече електронни неутрино, отколкото може да се обясни с теорията за промяна на вида на трите типа неутрино. Този резултат беше потвърден от отделен експеримент и през 2002 г.
Физиците предположиха съществуването на четвърти вид, наречен стерилно неутрино. Те вярват, че тази форма на частицата може да обясни свръхпроизводството на електронни неутрино и, което е от решаващо значение, да даде представа защо частиците променят вида си.
Те бяха наречени стерилни неутрино, защото се предполага, че изобщо не взаимодействат с материята, докато други неутрино могат – макар и много рядко. Откриването на стерилно неутрино би било по-голямо откритие в субатомната физика от бозона на Хигс, защото за разлика от други форми на неутрино и частицата на Хигс, то не е част от настоящия Стандартен модел на физиката.
Екип, включващ близо 200 учени от пет страни, разработи и изгради експеримента за микро бустер неутрино, или Microboone, за да го открие. Microboone се състои от 150 тона хардуер в пространство с размерите на камион. Неговите детектори са много чувствителни: наблюденията му на субатомния свят са оприличени на гледане в ултра-висока разделителна способност.
Екипът вече обяви, че четири отделни анализа на данните, събрани от експеримента, не показват „никакъв намек“ за стерилното неутрино. Но този резултат всъщност не е краят на историята, а началото на нова глава.
Д-р Сам Зелър от Fermilab казва, че това, че не са открили стерилно неутрино не трябва да противоречи на предишни открития. „По-ранните данни не лъжат“, каза тя.
„Случва се нещо наистина интересно, което все още трябва да обясним. Данните ни отдалечават от вероятните обяснения и насочват към нещо по-сложно и интересно, което е наистина вълнуващо.“
Проф. Джъстин Евънс от университета в Манчестър вярва, че пъзелът, поставен от последните открития, бележи повратна точка в изследванията на неутрино.
„Всеки път, когато гледаме неутрино, сякаш откриваме нещо ново или неочаквано“, казва той.
„Резултатите на Microboone ни отвеждат в нова посока и нашата програма за неутрино рано или късно ще стигне до дъното на някои от тези мистерии.“
