Ένα μυστήριο δεκαετιών για τα νετρίνα μπορεί να απαντηθεί όχι από κάποια άγνωστη φυσική, αλλά μέσα από ορθότερους υπολογισμούς

Ο πυρήνας του στοιχείου γάλλιο-71 διαθέτει 31 πρωτόνια και 40 νετρόνια. Μπορεί να συλλάβει ένα νετρίνο του ηλεκτρονίου () και να πραγματοποιηθεί η πυρηνική αντίδραση: κατά την οποία παράγεται ο πυρήνας του γερμανίου-71 και εκπέμπεται ένα ηλεκτρόνιο. Πολλοί την βλέπουν ως μια αντίστροφη διασικασία διάσπασης βήτα. Το νετρίνο αλληλεπιδρά διαμέσου της ασθενούς πυρηνικής δύναμης με τον πυρήνα του γαλλίου, μετατρέποντας ένα νετρόνιο σε πρωτόνιο και έτσι το γάλλιο-71 μετατρέπεται σε γερμάνιο-71.

Όσον αφορά την παραπάνω διαδικασία, εδώ και πάνω από 30 χρόνια, οι φυσικοί διαπιστώνουν ότι περίπου 20% λιγότερα νετρίνα του ηλεκτρονίου συλλαμβάνονται από τους πυρήνες γαλλίου σε σχέση με το αναμενόμενο. Αυτή η απόκλιση είναι γνωστή ως «ανωμαλία του γαλλίου» και θεωρείτο ότι ήταν μια πιθανή ένδειξη ότι χρειαζόταν νέα φυσική για να εξηγηθεί η αλληλεπίδραση των νετρίνων με τους πυρήνες. Τώρα, ο Matteo Cadeddu και οι συνεργάτες του έδειξαν ότι αυτή η απόκλιση μπορεί αντίθετα να προέρχεται από τον τρόπο με τον οποίο υπολογίζεται ο ρυθμός σύλληψης των νετρίνων ηλεκτρονίου. Αν επιβεβαιωθούν, τα αποτελέσματα της ομάδας θα μπορούσαν να έχουν επιπτώσεις σε άλλα πειράματα νετρίνων και την αναζήτηση για νέα φυσική.

Στον καθιερωμένο υπολογισμό του ρυθμού σύλληψης νετρίνου, η συμπεριφορά του πυρήνα εξετάζεται χωριστά από αυτή του νετρίνου και του ηλεκτρονίου. Μια τέτοια προσέγγιση απλοποιεί τον υπολογισμό, αλλά είναι πιθανό να παραβλέπει βασικές πτυχές της διαδικασίας σύλληψης. Αντ’ αυτού, ο Cadeddu και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν μια πιο συστηματική μέθοδο, η οποία λαμβάνει υπόψη την αλληλεπίδραση μεταξύ του πυρήνα, του νετρίνου και του ηλεκτρονίου.

Χρησιμοποιώντας τη νέα τεχνική, οι ερευνητές προέβλεψαν έναν ρυθμό σύλληψης περίπου 20% χαμηλότερο από τις προηγούμενες εκτιμήσεις, ο οποίος συμφωνεί σε μεγάλο βαθμό με τα πειραματικά αποτελέσματα. Αυτό το εύρημα προσφέρει μια λύση στην ανωμαλία του γαλλίου χωρίς να απαιτείται νέα φυσική. Παράλληλα, αποδυναμώνει μία από τις επικρατέστερες μέχρι πρότινος εξηγήσεις: την ύπαρξη των λεγόμενων στείρων νετρίνων. Οι επιστήμονες είχαν προτείνει τα στείρα νετρίνα για να εξηγήσουν αρκετές αινιγματικές παρατηρήσεις, αλλά τα ολοένα και πιο ακριβή πειράματα δυσκολεύουν την ανάπτυξη συνεπών θεωρητικών μοντέλων για αυτά τα σωματίδια.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες:
1. «Gallium Anomaly May Finally Be Explained», Ryan Wilkinson – https://physics.aps.org/articles/v19/s116
2, «A possible solution to the gallium anomaly moving beyond the leptonic wave function factorization», Matteo Cadeddu et al – https://arxiv.org/abs/2512.20560

Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Ετικέτες: ΝΕΤΡΙΝΟ, PHYSICS