Физики проверили Эйнштейна на дне моря и не нашли нарушения законов природы

Международная группа ученых использовала подводный нейтринный телескоп KM3NeT/ORCA на глубине около 2,4 километра в Средиземном море для проверки фундаментального принципа, лежащего в основе теории относительности Эйнштейна.

Исследователи проанализировали 5828 событий, связанных с атмосферными нейтрино, и не обнаружили признаков нарушения лоренц-инвариантности. Это не окончательное доказательство безошибочности современной физики, но новый результат существенно ограничивает некоторые гипотезы о существовании неизвестных взаимодействий.

Зачем ученым понадобился телескоп на морском дне

В отличие от обычного астрономического телескопа, который собирает свет далеких объектов, установка ORCA предназначена для регистрации нейтрино — элементарных частиц, исключительно слабо взаимодействующих с веществом.

Миллиарды таких частиц постоянно проходят через Землю и человеческое тело, практически не оставляя следов.

Поэтому для их изучения необходимы огромные детекторы, защищенные от посторонних сигналов.

Установка ORCA входит в международный проект KM3NeT и расположена в Средиземном море у побережья Франции, в районе Тулона.

На значительной глубине морская вода выполняет сразу две функции: служит частью среды регистрации частиц и помогает подавлять помехи, связанные с другими космическими излучениями.

Специальные оптические модули фиксируют слабые световые сигналы, возникающие при взаимодействии нейтрино с веществом.

По этим сигналам ученые восстанавливают характеристики событий и изучают поведение частиц.

Какой принцип Эйнштейна проверяли с помощью нейтрино

Главная задача эксперимента заключалась в поиске возможных нарушений лоренц-инвариантности.

Этот принцип лежит в основе специальной теории относительности и современной физики элементарных частиц. В упрощенном изложении он означает, что фундаментальные законы природы не должны изменяться только из-за выбора направления движения или скорости инерциального наблюдателя.

Нарушение такого принципа могло бы свидетельствовать о существовании физических эффектов, которые не описываются привычными теориями.

Особый интерес представляют нейтрино, поскольку они способны менять свой тип во время распространения. Это явление называется нейтринными осцилляциями.

Если неизвестные взаимодействия влияют на движение или превращение нейтрино, они могут проявиться в виде отклонений от расчетного распределения событий.

Таким образом, ученые проверяли не всю теорию относительности одновременно, а конкретные гипотезы о возможном нарушении одного из ее фундаментальных принципов.

Что показали почти шесть тысяч нейтрино

Результаты исследования опубликованы 4 ноября 2026 года в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Для анализа использовали 5828 отобранных событий-кандидатов, зарегистрированных за 1,4 года наблюдений.

Особенность эксперимента заключается в том, что на тот момент работала лишь небольшая часть будущего детектора — шесть регистрационных блоков ORCA.

Несмотря на ограниченный масштаб установки, специалисты смогли получить результаты, сопоставимые по чувствительности с некоторыми значительно более крупными и длительными экспериментами.

Статистический анализ не выявил убедительных признаков нарушения проверяемой симметрии.

Вместо открытия новой физики исследователи установили более строгие ограничения на параметры, которые описывают возможные отклонения от стандартного поведения нейтрино.

Кроме того, были получены прямые ограничения на определенные различия коэффициентов, связанных с мюонным и тау-нейтринными секторами.

Это важный научный результат: отсутствие обнаруженного эффекта позволяет исключить часть теоретически допустимых сценариев.

Может ли подобный эксперимент опровергнуть теорию относительности

Физики давно ищут признаки того, что существующие фундаментальные теории могут быть частями более общей картины устройства Вселенной.

Общая теория относительности успешно описывает гравитацию и крупномасштабные процессы, а Стандартная модель — известные элементарные частицы и их взаимодействия.

Однако объединение гравитации с квантовыми закономерностями остается одной из главных нерешенных задач фундаментальной физики.

Поэтому ученые исследуют редкие процессы, в которых могут проявляться эффекты за пределами современных моделей.

Нейтрино особенно интересны благодаря способности распространяться на огромные расстояния и менять свое квантовое состояние.

Но отсутствие сигнала в конкретном эксперименте не означает, что все альтернативные теории окончательно исключены.

Каждая проверка имеет ограниченную чувствительность и относится к определенному набору физических параметров.

По мере расширения детектора ORCA ученые смогут собирать больше данных и исследовать более слабые возможные отклонения.

Главный вывод: подводный телескоп не обнаружил нарушения принципа лоренц-инвариантности и тем самым подтвердил согласованность наблюдений с существующими физическими представлениями в проверенном диапазоне. Главный результат эксперимента — не опровержение Эйнштейна, а повышение точности поиска новой физики.