Δεν υπάρχει «στείρο» (sterile) νετρίνο

Posted on 02/10/2020

0


… στα δεδομένα του ανιχνευτή IceCube

Η ανάλυση περισσότερων από 300.000 ανιχνεύσεεων νετρίνων του μιονίου, δεν επιβεβαιώνει την ύπαρξη των «στείρων» νετρίνων – ένα αποτέλεσμα που έρχεται σε αντίθεση με άλλα πειράματα.

O ανιχνευτής νετρίνων IceCube στον σταθμό Scott Amundsen στον Νότιο Πόλο Image: Felipe Pedreros, IceCube/NSF

Πειράματα που μελετούν τις ταλαντώσεις των νετρίνων είχαν υποδείξει την ύπαρξη ενός «στείρου» νετρίνου που δεν αλληλεπιδρά διαμέσου της ασθενούς πυρηνικής δύναμης – σε αντίθεση με τα τρία γνωστά είδη νετρίνων. Όμως, μια έρευνα του 2016 από τον ανιχνευτή νετρίνων IceCube στην Ανταρκτική απέτυχε να αναπαραγάγει αυτές τις παρατηρήσεις (διαβάστε σχετικά ΕΔΩ). Στη συνέχεια, οι ερευνητές του ανιχνευτή IceCube αναζήτησαν ενδείξεις αυτού του ασύλληπτου σωματιδίου μέσα σε ένα σύνολο δεδομένων, 15 φορές μεγαλύτερο από αυτό που αναλύθηκε στη μελέτη του 2016.

Και το αποτέλεσμα είναι ίδιο με την μελέτη του 2016. Η απουσία στοιχείων για στείρα νετρίνα επιδεινώνει περαιτέρω την διαφωνία με τα άλλα πειράματα.

Το IceCube ανιχνεύει νετρίνα που δημιουργούνται συνήθως από συγκρούσεις μεταξύ κοσμικών ακτίνων και της γήινης ατμόσφαιρας. Εκτός από την μέτρηση των ενεργειών των νετρίνων, το πείραμα μπορεί να καθορίσει τις τροχιές τους, οι οποίες λένε στους ερευνητές, την απόσταση που διάνυσαν μέσα στη Γη τα σωματίδια, πριν φτάσουν στους ανιχνευτές. Αυτοί οι δύο παράγοντες καθορίζουν τον αριθμό των νετρίνων του μιονίου που πρέπει να ανιχνεύσει το IceCube.

Αλλά σύμφωνα με την θεωρία η παρουσία των στείρων νετρίνων θα είχε ως αποτέλεσμα τα περισσότερα από τα νετρίνα του μιονίου να ταλαντώνονται προς άλλες γεύσεις νετρίνων, «παραποιώντας» έτσι τους αναμενόμενους αριθμούς. Συνεπώς, εάν οι ανιχνευτές παρατηρήσουν λιγότερα νετρίνα του μιονίου από αυτά που είχαν προβλεφθεί, αυτό θα μπορούσε να αποτελεί απόδειξη ότι υπάρχουν στείρα νετρίνα.

Αφού αναλύθηκαν περισσότερες από 300.000 ανιχνεύσεις νετρίνων του μιονίου που καταγράφηκαν επί οκτώ χρόνια λειτουργίας του ανιχνευτή, οι ερευνητές δεν βρήκαν καμία σημαντική απόκλιση στον αριθμό των γεγονότων των νετρίνων του μιονίου σε σχέση με τις θεωρητικές προβλέψεις. Επομένως, δεν υπάρχουν ενδείξεις για την ύπαρξη του στείρου νετρίνου.

Αυτή η συνεχιζόμενη απουσία αποδείξεων διευρύνει τη διαφωνία μεταξύ των αποτελεσμάτων του IceCube και εκείνων από τα πειράματα Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND) και MiniBooNE, αφού και τα δύο έχουν αναφέρει ενδείξεις στείρων νετρίνων (διαβάστε σχετικά ΕΔΩ).

Για τους φυσικούς του ανιχνευτή IceCube, τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν την επέκταση της ανάλυσής τους σε ανιχνεύσεις νετρίνων του ηλεκτρονίου και νετρίνων του ταυ, μια περίσσεια των οποίων μπορεί επίσης να υποδεικνύει την ύπαρξη των στείρων νετρίνων.

διαβάστε περισσότερα στο άρθρο της Erika K. Carlson στο physics.aps.org με τίτλο «No Sterile Neutrinos from Eight Years of IceCube»

Ετικέτα: ,