Ученые выяснили причины превращений нейтрино

Новое открытие может объяснить, почему Вселенная заполнена материей и антиматерией не равномерно. Результаты исследования дают возможность понять то, как нейтрино - крошечные частицы с множеством обличий - меняют свою структуру, и пролить свет на причины существования материи во Вселенной.

Результаты получены совместными усилиями ученых Китая, США, России, Тайваня и Чехии в реакторе Дайя Бэй, расположенном недалеко от Гонконга.

Исследователи сообщили о результатах изучения процесса преобразования трех типов нейтрино (электронного, мюонного и таонного) друг в друга и предоставили свое объяснение их трансформации - нейтринной осцилляции. Результаты измерений задают направление новой серии экспериментов, которые смогут объяснить, почему Вселенная заполнена преимущественно материей, а не равными частями материи и антиматерии, которые бы аннигилировали друг друга, не оставив ничего, кроме энергии. Одна из теорий состоит в том, что процесс, происходящий вскоре после рождения Вселенной, привел к асимметрии, а именно к преобладанию материи над антиматерией, но такие изменения требуют нарушения комбинированной четности (CP) симметрии. Если нейтрино и их антиматериальный эквивалент, антинейтрино, имеют различные колебания, то этот фактор может стать объяснением данной теории.

Ученые знали, что если наблюдаемые колебания будут равны или близки к нулю, то дальнейшее изучение свойств материи и антиматерии станет весьма затруднительным.
Исследователи из Китайского института физики заявили, что «этот новый тип колебания нейтрино на удивление большой», и «точные измерения помогут понять процесс нейтринной осцилляции, что, в дальнейшем, сможет объяснить асимметрию материи и антиматерии во Вселенной».

Нейтрино взаимодействуют с другими видами материи настолько слабо, что могут пролетать сквозь Землю, словно ее не существует. Частицы передвигаются со скоростью света, и, как ранее считалось, не имеют массы. Эксперименты, проведенные на протяжении последних двух десятилетий, доказали, что нейтрино имеют массу (хотя ее точное значение пока неизвестно), и способны менять свой тип, принимая одну из трех возможных форм: электронную, мюонную или таонную.

Для того чтобы нейтрино сменил свой тип требуется наличие определенной массы, а сорт нейтрино являет собой смесь колебаний трех масс и изменяется время от времени. Это похоже на структуру белого света, который состоит из красного, зеленого и синего, соответственно и тип нейтрино зависит от колебаний различных масс.

Следующую серию экспериментов планируется провести этим летом.