Derin yeraltı deneylerinin sonuçları anomaliyi doğruluyor: olası yeni temel fizik

Steril nötrinolar, Anormal sonuçların açıklamaları arasında fiziğin temelleri.

Yeni bilimsel bulgular, daha önceki deneylerde görülen ve henüz doğrulanmış yeni bir temel parçacığa, steril nötrinoya işaret edebilecek veya bir yönü için yeni bir açıklama ihtiyacına işaret edebilecek bir anomaliyi doğrulamaktadır. Standart Model Fizikilk olarak 60 yıl önce ölçülen nötrino kesiti gibi. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, sonuçları yakın zamanda dergilerde yayınlanan Baksan Steril Dönüşümler Deneyi (BEST) üzerinde işbirliği yapan lider ABD kuruluşudur. Fiziksel İnceleme Mektupları Ve fiziksel inceleme c.

Verileri değerlendiren ekiplerden birinde kıdemli analist ve Los Alamos’taki fizik bölümünün bir üyesi olan Steve Elliott, “Sonuçlar çok heyecan verici” dedi. “Bu, önceki deneylerde gördüğümüz anormallikleri kesinlikle doğruluyor. Ancak bunun ne anlama geldiği açık değil. Şu anda bununla ilgili çelişkili sonuçlar var. steril nötrinolar. Sonuçlar, temel nükleer veya atom fiziğinin yanlış anlaşıldığını gösteriyorsa, bu da ilginç olurdu.” Los Alamos ekibinin diğer üyeleri arasında Ralph Masarczyk ve Enuk Kim yer alıyor.

Rusya’daki Kafkas Dağları’ndaki Baksan Nötrino Gözlemevi’nde derin yeraltında bulunan, iki galyum bölgesinin tamamlanmış hedefi, solda, bir elektron nötrino kaynağı tarafından ışınlanan bir iç ve bir dış galyum rezervuarı içerir. Kredi bilgileri: AA Shikhin

Rusya Kafkas Dağları’ndaki Baksan Nötrino Gözlemevi’nde yeraltında bir milden fazla yer alan 26 radyoaktif krom 51 diski, yapay bir radyoaktif krom izotopu ve 3.4 megapikurilik elektron nötrino kaynağı, en iyi şekilde galyum iç ve dış tank radyasyonu, yumuşak malzeme için kullanılır , gümüş metal Daha önceki deneylerde de, daha önce tek bir tankta kullanılmış olmasına rağmen. Krom 51’in elektron nötrinoları ile galyum arasındaki reaksiyon, germanyum 71 izotopunu üretir.

Germanyum-71’in ölçülen üretim oranı, teorik modellemeye dayalı olarak beklenenden %20-24 daha düşüktü. Bu tutarsızlık, önceki deneylerde görülen anomalilerle tutarlıdır.

BEST, 1980’lerin sonundan başlayarak Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’nın önemli bir katkıda bulunduğu güneş nötrino deneyine, Sovyet-Amerikan Galyum Deneyi’ne (SAGE) dayanmaktadır. Bu deney aynı zamanda yüksek yoğunluklu galyum ve nötrino kaynaklarını da kullandı. Bu deneyden ve diğerlerinden elde edilen sonuçlar, elektron nötrinolarında bir açık olduğunu gösterdi – beklenen ve gerçek sonuçlar arasında “galyum anomalisi” olarak bilinen bir tutarsızlık. Eksikliğin açıklaması, elektron nötrinoları ile steril nötrino durumları arasındaki salınımların kanıtı olabilir.

26 radyoaktif krom-51 disk dizisi, galyum ile etkileşime giren ve beklenen oranlara karşı ölçülebilen oranlarda germanyum-71 üreten elektron nötrinolarının kaynağıdır. Kredi bilgileri: AA Shikhin

Aynı anormallik en iyi deneyde tekrarlandı. Olası açıklamalar yine steril bir nötrinodaki salınımı içerir. Varsayımsal bir parçacık, fiziksel evrenin büyük çoğunluğunu oluşturduğuna inanılan olası bir madde biçimi olan karanlık maddenin önemli bir bölümünü oluşturabilir. Bu yorumun daha fazla test edilmesi gerekebilir, çünkü her tank için ölçüm beklenenden daha az olsa da neredeyse aynıydı.

Anormallik için diğer açıklamalar, deneyin teorik girdisinde bir yanlış anlama olma olasılığını içerir – fiziğin kendisinin yeniden formüle edilmesini gerektirdiği. Elliott, elektron nötrinonun enine kesitinin bu enerjilerde daha önce ölçülmediğine dikkat çekiyor. Örneğin, doğrulanması zor olan enine kesit ölçümü için teorik girdi, atom çekirdeğindeki elektron yoğunluğudur.

Radyasyon kaynağı yerleştirme veya sistem işlemlerini sayma gibi araştırmanın yönlerinde hataların oluşmadığından emin olmak için deneyin metodolojisi dikkatlice gözden geçirildi. Deneyin gelecekteki yinelemeleri, daha yüksek enerjiye, daha uzun yarı ömre ve daha kısa salınım dalga boylarına duyarlılığa sahip farklı bir radyasyon kaynağı içerebilir.

Referanslar:

“Steril Dönüşümler Üzerine Baksan Deneyinin Sonuçları (Daha İyi)” V.V. Barinov ve diğerleri, 9 Haziran 2022, Buradan ulaşılabilir. Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/ PhysRevLett.128.232501

“En iyi deneyde steril durumlara elektron-nötrino geçişlerinin araştırılması” Yazan V. V. Barinov ve diğerleri, 9 Haziran 2022, Buradan ulaşılabilir. fiziksel inceleme c.
DOI: 10.1103/ PhysRevC.105.065502

Finansman: Enerji Bakanlığı, Bilim Ofisi, Nükleer Fizik Ofisi.