Международная группа физиков проанализировала данные, собранные в эквиваленте двух тонн кристаллов за два года, и уточнила пределы возможного существования безнейтринного двойного бета-распада. Исследование показало, что если такой процесс действительно происходит, его вероятность не превышает одного случая на 50 септиллионов лет — то есть примерно один раз в триллион триллионов лет. Результаты опубликованы в журнале Science.
Под горой Гран-Сассо в Центральной Италии ученые продолжают один из самых загадочных экспериментов современной физики. Проект CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events), в котором участвуют специалисты Йельского университета и десятки международных центров, посвящён поиску редчайшего ядерного процесса — безнейтринного двойного бета-распада. Его открытие способно изменить фундаментальные представления о структуре материи. В обычном двойном бета-распаде два нейтрона превращаются в два протона с испусканием двух электронов и двух антинейтрино. Если же распад происходит без антинейтрино, это означает, что нейтрино совпадает с античастицей, то есть является частицей Майораны.
Для фиксации такого редкого явления детектор размещён почти под километром горной породы и защищён свинцовым экраном, полученным из двухтысячелетнего римского кораблекрушения, что минимизирует воздействие радиации.
Даже на такой глубине наблюдения осложняют внешние колебания — звуки человеческих голосов, сейсмическая активность и шум прибоя на побережье. Для борьбы с ними команда создала алгоритм шумоподавления, сравнимый по принципу с наушниками с активной системой шумоподавления, но работающий на уровне всей лаборатории.
«Мы изучали внешние вибрации и научились вычитать их математически из данных, чтобы повысить точность поиска этого крайне редкого распада», — рассказал профессор Йельского университета Рэйна Маруяма.
В лаборатории установлены более двадцати сенсоров, фиксирующих температуру, звук, вибрации и электромагнитные помехи. На их основе система обучена отделять реальные сигналы от фонового «шума».
«Фиксация безнейтринного двойного бета-распада стала бы прямым доказательством, что нейтрино — частица Майораны, — подчеркнул профессор Йеля Карстен Хигер. — Это открытие объяснило бы избыток материи над антиматерией во Вселенной и стало бы первым подтверждением физики за пределами Стандартной модели».
Исследователи уверены: даже если CUORE не зафиксирует сигнал за годы работы, каждое новое измерение приближает к разгадке одной из главных тайн природы — сущности нейтрино.
Источник: www.gazeta.ru