Нейтрино - це модно

Фотопомножувачі на поверхні мішені експерименту MiniBooNE. Експеримент може підтвердити гіпотезу про існування четвертого типу нейтрино.

Getty Images / Fermi National Accelerator Laboratory

Нобелівський комітет оголосив сьогодні імена вчених, які отримали премію в галузі фізики. Коли мова заходить про цю науку, то створюється враження, що комітет вирішив точно слідувати заповітом Альфреда Нобеля: тільки в один рік - однієї його частини, а в наступний - другий. Згідно із заповітом, премію з фізики повинні присуджувати за відкриття або винахід (саме так), зроблене на рік, що передує премії, і принесло максимальну користь людству.

Нейтрино - частка спочатку «придумана», щоб врятувати теорію. Головною проблемою фізики 1920-1930-х років була проблема бета-розпаду. За поняттями того часу, бета-розпад порушував закон збереження енергії, і, щоб врятувати ситуацію, Вольфганг Паулі припустив, що «зайву» енергію при розпаді забирає якась нейтральна частинка - або зовсім без маси спокою, як фотон, або з дуже невеликою масою, слабо взаємодіє з речовиною.

У 1955 році існування нейтрино було доведено експериментально, і з тих пір ця частка стала грати дуже важливу роль у фізиці. Три сорти нейтрино (електронне, мюонне і тау-нейтрино) займають важливе місце в числі справді елементарних частинок в Стандартної моделі, а крім того, існує і успішно розвивається нейтринна астрономія. Нейтрино слабо взаємодіють з речовиною, легко досягаючи Землі, і тому при їх допомоги можна краще розуміти процеси, що відбуваються, наприклад, в ядрах інших галактик.

Кадзіта і Макдональд працювали на двох великих детекторах - японському Super-Kamiokande і канадському SNO (Sudbury Neutrino Observatory). Перший ловив частинки, які прийшли з космічних променів, другий - сонячні нейтрино. В обох спостерігалося перетворення одного типу нейтрино в інший, з чого по теорії з неминучістю випливає наявність у цієї загадкової частинки маси.

Чому важливо відкриття маси у нейтрино? По-хорошому, це був один з небагатьох незакритих питань, пов'язаних зі Стандартною моделлю, яка описує три взаємодії - електромагнітне, сильне і слабке. Плюс відкриття нейтронних осциляцій ще й врятувало теорію ядерних реакцій на Сонці: вимірювання показували, що від Сонця до нас приходить в три рази менше частинок, ніж передбачала теорія. Тепер очевидно, що за час шляху одні нейтрино перетворюються в інші. Так що для фундаментальної науки відкриття надважливе.