Sciencemag.cz
Doporučujeme
Sterilní neutrino je hypotetický typ neutrina, na které by působila pouze gravitace, nikoliv slabá interakce. Známá neutrina, elektronové, taunové a mionové, na sebe můžou přecházet. Za objev této tzv. oscilace neutrin byl v roce 2015 udělena Nobelova cena za fyziku.
Ačkoliv většinu známých dat lze vysvětlit třemi známými neutriny, některé experimenty existenci naznačovaly existenci dalších částic tohoto typu. Takové výsledky daly např. experimenty LSND v Los Alamos National Laboratory a MiniBooNE ve Fermilabu. Na detektory vědci tehdy namířili paprsky mionových neutrin, a zaznamenali více elektronových neutrin, než by odpovídalo běžné a známé oscilaci. Objevila se tedy možnost, že část těchto částic vznikla přeměnou nějakého dosud neznámého typu neutrina.
Nyní skupina více než 260 vědců z mezinárodních experimentů MINOS+ (Fermilab) Daya Bay (Čína) provedla zatím nejpřísnější test, jehož cílem byla detekce sterilních neutrin.
Experiment MINOS+ sleduje mizení mionových neutrin (jejich oscilaci) vyrobených v urychlovači Fermilabu a jejich detekci v 735 kilometrů vzdáleném podzemním detektoru v Minnesotě. Daya Bay měří na 8 identických detektorech mizení elektronových neutrin emitovaných 6 čínskými jadernými reaktory.
Závěr zní, že dříve zaznamenané neočekávané výsledky se existencí sterilních neutrin vysvětlit nedají. Analyzovaná data jsou konzistentní a nedávají důvod si myslet, že by mezi elektronovými a mionovými neutriny a antineutriny probíhaly oscilace přes další částici. Kromě vyloučení konkrétního typu oscilace se nepodařilo najít ani další signatury pro existenci sterilních neutrin; přitom se jedná o experimenty dosahující dosud nebývalé citlivosti.
To samozřejmě ještě není důkazem neexistence sterilních neutrin, ale určitě se jedná o pádný argument proti celé představě. Na temná neutrina a jejich vlastnosti byla definována nová velmi silná omezení.
Případné potvrzení sterilních neutrin by bylo senzací, šlo by o první částice, které nejsou zahrnuty ve Standardním modelu, takže by se určitě požadovaly hodně silné důkazy. Sterilní neutrina se někdy rovněž pokládají za kandidáta na temnou hmotu, jenže i samotná temná hmota je jen teorie, k níž existují alternativy.
P. Adamson et al. Improved Constraints on Sterile Neutrino Mixing from Disappearance Searches in the MINOS, MINOS+ , Daya Bay, and Bugey-3 Experiments, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.071801
Zdroj: Fermi National Accelerator Laboratory/Phys.org a další
