Sciencemag.cz
Doporučujeme
Neutrina jsou částice velmi lehké a nemají elektrický náboj – v důsledku toho, že vedle gravitace interagují jen slabou silou, jsou vysloveně nepolapitelná a je velmi obtížné je studovat. Prozatím známe tři typy (oscilační stavy) neutrin, elektronové, mionové a tauonové. Byla navržena i další, ta se však zatím detekovat nepodařilo; samozřejmě možná proto, že vůbec neexistují.
To platí i pro sterilní neutrina, o nichž se předpokládá, že hrají roli při tvorbě hmotnosti neutrin a způsobují oscilace jiných neutrin mezi sebou.
Ve studii publikované ve Physical Review Letters vědci ze spolupráce NOvA důkaz sterilních neutrin nenašli, ale práce dosud nejpřísněji omezuje prostor jejich možných parametrů.
Při hledání sterilních neutrin produkuje experiment NOvA ve Fermilabu svazek mionových neutrin a směřuje jej ke dvěma detektorům: blízkému detektoru asi jeden kilometr od zdroje svazku a vzdálenému detektoru ve vzdálenosti asi 800 kilometrů v Ash River.
Předchozí analýzy NOvA měřily pouze rychlost zániku „neutrálního“ proudu, kdy se některý ze tří typů neutrin při interakci s detektorem přemění na jinou částici. V této nové studii tedy vědci věděli, že pokud by zaznamenali neočekávanou změnu v celkovém počtu neutrin, naznačovalo by to, že sterilní neutrina skutečně ovlivnila ostatní typy. Dřívější práce NOvA měřily tuto míru pouze ve vzdáleném detektoru. Předpokládalo se totiž, že sterilní neutrina nemohou ovlivnit ostatní neutrina už na prvním kilometru. Nyní tým použil aktualizovaný software a vylepšené simulace k analýze změn rychlosti neutrinového proudu v blízkých i vzdálených detektorech, ale tyto výsledky se neodchýlily od očekávaného modelu se třemi typy neutrin.
Za druhé autoři studie analyzovali další, nově zavedený vzorek – tzv. interakce nabitých proudů mionových neutrin, tj. mizení konkrétně mionových neutrin na blízkém i vzdáleném detektoru. Malé změny oproti očekávanému poměru by také mohly naznačovat vliv sterilních neutrin; opět se však nepodařilo pozorovat statisticky významný rozdíl.
Vědci z NOvA byli schopni prohledat čtyři různé vzorky současně, což jim umožnilo vyloučit určité kombinace parametrů, které jsou s existencí sterilních neutrin fyzikálně neslučitelné.
M. A. Acero et al, Dual-Baseline Search for Active-to-Sterile Neutrino Oscillations in NOvA, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.081804
Zdroj: University of Wisconsin Department of Physics, přeloženo / zkráceno
