Ученые сделали серьезный шаг к разгадке одной из величайших тайн Вселенной: почему вокруг так много материи вместо антиматерии, и почему все не исчезло сразу после Большого взрыва, когда материя и антиматерия должны были встретиться и взаимуничтожиться (аннигилировать).
Согласно новому анализу, который объединяет 16-летний массив данных от двух ведущих нейтринных экспериментов мира — NOvA в США и T2K в Японии, — ключом к ответу могут быть нейтрино.
Эти «частицы-призраки» почти лишены массы и не несут электрического заряда. Они заполняют космос, и каждую секунду триллионы нейтрино свободно проходят сквозь Землю, дома и наши тела, почти ни с чем не взаимодействуя.
Прорыв связан с наиболее точными на сегодня измерениями поведения нейтрино: двигаясь, они «осциллируют» — превращаются из одного «аромата» (электронное, мюонное, тау-нейтрино) в другой. Эти переходы зависят от их скрытых массовых состояний и позволяют уловить тонкие различия между ними.
Объединив данные NOvA и T2K, исследователи смогли уточнить один из фундаментальных параметров этих осцилляций — так называемое «расщепление масс» — с точностью до примерно 2%.
Почему это так важно? Потому что если нейтрино и их античастицы — антинейтрино — ведут себя по-разному, то есть проявляют асимметрию, известную в физике как СР-нарушение, то именно это различие может объяснить, почему в ранней Вселенной материя в итоге взяла верх над антиматерией.
По теории, Большой взрыв должен был создать равные количества материи и антиматерии, которые затем бы полностью взаимно уничтожились, оставив после себя только излучение. Но что-то нарушило равновесие — и сегодня нейтрино считаются одним из главных «подозреваемых» в этом.
Новый анализ пока не ставит окончательную точку: он не определяет однозначно, какая из возможных схем распределения масс нейтрино верна, и не дает строгого доказательства СР-нарушения у нейтрино. Но он резко сужает диапазон искомых параметров и прокладывает путь к будущим наблюдениям с еще большей чувствительностью.
Читайте также: Ученые вдвое сузили диапазон возможной массы нейтрино.
