Физики ЦЕРН впервые измерили взаимодействия высокоэнергетических нейтрино

Нейтрино – фундаментальные частицы Стандартной модели физики частиц, отличающиеся крайне малой массой и слабым взаимодействием с веществом. Они хранят ответы на важные вопросы Вселенной, например, почему у частиц есть масса или отчего антиматерии меньше, чем материи. Нейтрино возникают в результате ядерных реакций в центре звезд и свободно проходят сквозь планеты и наши тела. Существует три разновидности нейтрино: электронные, мюонные и тау-нейтрино.

До сих пор ученые исследовали только низкоэнергетические нейтрино. Сечения взаимодействия нейтрино, то есть вероятность взаимодействия нейтрино с какой-нибудь частицей, не измерены на уровне энергий, превышающем 300 ГэВ для электронных нейтрино и в диапазоне от 400 до 6000 ГэВ для мюонных нейтрино, https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240805134203.h... Science Daily.

Команда физиков ЦЕРН сообщила о прорыве в измерениях нейтрино. Использовав детектор нейтрино FASERv, они смогли реконструировать взаимодействия этих частиц с субмикронной точностью. Это позволило ученым идентифицировать и измерить сечения взаимодействия нейтрино в прежде неисследованном диапазоне ТэВ.

Применив строгие критерии отбора, исследователи выделили четыре электронных нейтрино и восемь мюонных нейтрино в качестве вероятных участников взаимодействия. Эти взаимодействия имеют высокую статистическую значимость: 5,2 σ для электронных нейтрино и 5,7 σ для мюонных. Это значит, что вряд ли имела место случайная фоновая флуктуация.

Энергия обнаруженных нейтрино находится в диапазоне ТэВ. Это наивысший уровень энергии для нейтрино от искусственного источника, когда-либо зафиксированный учеными. Также это первое измерение сечений взаимодействия электронных нейтрино в диапазоне 560-1740 ГэВ и мюонных нейтрино в диапазоне 520-1760 ГэВ. Все измерения согласуются с прогнозами Стандартной модели физики элементарных частиц.

Созданные в процессе взрыва звезд нейтрино могут указать ученым выход за пределы Стандартной модели. К такому https://hightech.plus/2023/09/07/neitrino-v-sverhnovih-mogut... пришли физики из Университета штата Огайо (США). Их исследование объясняет, как это гипотетическое взаимодействие влияет на импульс нейтрино, возникающий в центре сверхновой звезды.