Anomalia ‘extremamente emocionante’ descoberta em um grande experimento pode ser uma grande notícia para a física

Uma estranha lacuna entre as expectativas teóricas e os resultados experimentais em um Um grande projeto de pesquisa sobre neutrinos Pode ser um sinal de um neutrino “estéril” indescritível – uma partícula muito silenciosa, que só pode ser detectada pelo silêncio que deixa em seu rastro.

Esta não é a primeira vez que vemos anomalias, bem como dados experimentais anteriores sugerindo algo estranho no mundo da pesquisa de neutrinos. Desta vez, foi descoberto no Baksan Experiment on Sterile Transformations (BEST).

Evidências claras de neutrinos estéreis hipotéticos poderiam fornecer aos físicos um poderoso candidato para suprir o misterioso universo com matéria escura. Por outro lado, isso pode simplesmente levar a um problema com os paradigmas usados ​​para descrever comportamentos peculiares da velha escola. neutrinos.

O que também constituiria um momento importante na história da física.

“Os resultados são muito empolgantes”, Diz O físico do Laboratório Nacional de Los Alamos, Steve Elliott.

“Isso certamente reconfirma as anomalias que vimos em experimentos anteriores. Mas o que isso significa não está claro. Agora existem resultados conflitantes sobre neutrinos estéreis. Se os resultados apontam para um mal-entendido da física nuclear ou atômica básica, isso seria muito interessante também.”

Apesar de estar entre as partículas mais abundantes do universo, os neutrinos são conhecidos por serem difíceis de captar. Quando você tem apenas massa, nenhuma carga elétrica, e torna sua existência conhecida apenas pela força nuclear fraca, é fácil deslizar pela matéria mais densa sem impedimentos.

O movimento fantasmagórico do neutrino não é apenas sua qualidade intrigante. A onda quântica de cada partícula se transforma à medida que decola, oscilando entre “sabores” distintos que ecoam a ressonância de partículas carregadas negativamente – o elétron, o múon e o tau.

Estudos sobre as oscilações de neutrinos em Laboratório Nacional de Los Alamos dos EUA na década de 1990 Percebi lacunas no tempo dessa virada que deixavam espaço para um quarto sabor, que não ocorreria como uma ondulação no domínio nuclear fraco.

Escondido no silêncio, o sabor estéril dos neutrinos só se evidenciará por uma breve pausa em suas interações.

O BEST está protegido de fontes de neutrinos cósmicos sob uma milha de rocha nas montanhas russas do Cáucaso. Possui um tanque de câmara dupla de gálio líquido que coleta pacientemente os neutrinos emitidos do núcleo de cromo radioativo.

Depois de medir quanto gálio se transformou em um isótopo de germânio em cada tanque, os pesquisadores podem trabalhar para trás para determinar o número de colisões diretas com neutrinos à medida que oscilam no sabor do elétron.

Semelhante à ‘anomalia de gálio’ do experimento de Los Alamos, os pesquisadores contaram um quinto a um quarto a menos de germânio do que o esperado, indicando um déficit no número esperado de neutrinos de elétrons.

Isso não significa com certeza que os neutrinos adotaram brevemente um sabor estéril. Muitas outras pesquisas por partículas fracamente pequenas surgem de mãos vazias, deixando aberta a possibilidade de que os modelos usados ​​para prever transições sejam um tanto enganosos.

Isso não é uma coisa ruim em si. Correções na estrutura básica da física nuclear podem ter ramificações significativas, potencialmente revelando lacunas na Forma padrão O que poderia levar a explicações para alguns dos grandes mistérios remanescentes da ciência.

Se isso é realmente um sinal de um neutrino estéril, podemos finalmente ter evidências de matéria em grandes quantidades, mas ela apenas forma uma tela gravitacional no tecido do espaço.

Se esta é a soma da matéria escura ou apenas uma peça de seu quebra-cabeça dependerá de mais experimentos com as partículas mais fantasmagóricas que existem.

Esta pesquisa foi publicada em Cartas de revisão de física E a revisão física c.