Российские физики закрыли одну из самых смелых гипотез современной науки: нейтрино не «уходят» в другие измерения
В отечественной науке произошло событие, которое уже называют историческим. Российские исследователи завершили уникальный многолетний эксперимент по изучению свойств нейтрино — одних из самых загадочных частиц во Вселенной. Результаты поставили точку в обсуждаемой последние десятилетия гипотезе: нейтрино не исчезают в дополнительные измерения, а значит, идея многомерной Вселенной не может объяснить обнаруженные ранее аномалии. Статья с итогами работы опубликована в престижном журнале JETP Letters.
Тайна нейтрино и надежда на «новую физику»
Нейтрино — элементарные частицы, которые почти не взаимодействуют с веществом. Ежесекундно через тело человека пролетают триллионы нейтрино, но обнаружить их чрезвычайно сложно. Именно поэтому каждое новое измерение их свойств имеет огромную ценность для науки.
С начала 2000-х годов физики зафиксировали несколько аномалий в поведении нейтрино, в частности, так называемые реакторную и галлиевую. Эти эффекты заключались в том, что число зарегистрированных частиц не совпадало с предсказаниями ядерных моделей. Одним из возможных объяснений стало предположение о существовании дополнительных пространственных измерений: нейтрино могли «утекать» туда, становясь невидимыми для детекторов.
Если бы эта гипотеза подтвердилась, она открыла бы дорогу к совершенно новой физике, изменив наше представление о строении мира.
Эксперимент DANSS: восемь лет охоты за невидимым
Проверить гипотезу взялась коллаборация DANSS, в которую вошли ученые ФИАН, Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), Курчатовского института, МФТИ и ИЯИ РАН.
Главным инструментом исследования стал детектор DANSS, установленный под активной зоной реактора ВВЭР-1000 на Калининской АЭС. Уникальность установки заключается в том, что она регистрирует до 5 000 взаимодействий антинейтрино в сутки, а также позволяет менять расстояние до реактора от 10,9 до 12,9 метра. Это дает возможность минимизировать систематические ошибки — редкая привилегия в экспериментах подобного масштаба.
С 2016 по 2024 год ученые зарегистрировали 5,8 миллиона событий и провели скрупулезный анализ. Ключевым вопросом было: меняется ли поток нейтрино в зависимости от расстояния и есть ли следы их «исчезновения» в иные измерения?
Результат, который изменил направление поисков
Ответ оказался отрицательным. Никаких статистически значимых признаков «утечки» нейтрино обнаружено не было. Более того, полученные ограничения на параметры моделей с дополнительными измерениями стали самыми жесткими в мире.
С вероятностью более 99% исследование исключило сценарии, которые долгое время рассматривались как возможное объяснение нейтринных аномалий. По словам авторов работы, это сильный аргумент в пользу того, что странности в данных связаны не с «новой физикой», а скорее с неточностями в расчетах ядерных реакций.
«Отрицательный результат — тоже открытие»
В научном мире принято считать, что не только подтверждения, но и опровержения теорий двигают науку вперед. Как подчеркнули участники коллаборации, именно такие исследования позволяют отсечь ошибочные пути и сосредоточиться на более перспективных направлениях.
«Мы закрыли большую часть параметров моделей дополнительных измерений. Теперь ученым ясно, что искать ответы нужно в другой области — возможно, в улучшении ядерных моделей или в более тонких экспериментах с нейтрино», —
отмечают исследователи.
Россия в центре мировой физики
Работа DANSS стала примером того, что российская наука способна реализовывать проекты мирового уровня, которые определяют повестку в фундаментальных исследованиях. В условиях ограниченного финансирования и непростых политических обстоятельств ученым удалось не просто провести эксперимент, а установить новые рекорды чувствительности, признанные международным сообществом.
Таким образом, «невидимые» частицы снова преподнесли сюрприз: они не вывели физиков за пределы нашего привычного трехмерного пространства, но зато помогли очистить путь к новым открытиям.
Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, как возникла материя в ранней Вселенной – физики уточнили условия
