Популярну теорію про масу нейтрино офіційно спростовано

Дослідження спростовує теорію про зв’язок маси нейтрино з надлегкою темною матерією, ставлячи під сумнів один із ключових підходів сучасної фізики.

Нейтрино — елементарні частинки без електричного заряду — залишаються однією з найбільших загадок фізики. Їхня маса надзвичайно мала, але вона існує, що вже порушує межі Стандартної моделі — теоретичної основи сучасної фізики частинок. Довгий час існувала теорія, що ця маса походить від взаємодії з надлегкою темною матерією. Та останнє дослідження це спростовує.

Падіння однієї з найпопулярніших гіпотез

Ідея полягала у тому, що нейтрино взаємодіють з темною матерією, що складається з бозонів із масою менш ніж 10 еВ. За словами авторів дослідження, “взаємодія нейтрино зі скалярною темною матерією, як пропонувалося раніше, навряд чи є домінуючим механізмом утворення нейтринної маси”. Це означає, що очікувані ефекти мали б бути виявлені у даних експериментів із нейтринними осциляціями — але їх там не знайшли.

Для перевірки гіпотези було використано дані японського експерименту KamLAND. У ньому дослідники шукали варіації маси нейтрино залежно від часу, положення на Землі та інших космічних факторів. Усі розраховані моделі припускали, що нейтрино повинні демонструвати характерні зміни в осциляціях. Проте реальні вимірювання показали інше.

Вузьке сито для нової фізики

Це дослідження не тільки відкидає стару гіпотезу, але й звужує простір для інших теорій. Як зазначив фізик Лука Візінеллі, “малість мас нейтрино ми пов’язали з темним сектором і перевірили це за допомогою сучасних даних”. Його висновок однозначний: “Таке походження маси нейтрино з темного сектора не підтверджується сучасними даними”.

Відсутність підтвердження цієї теорії є науковим проривом. Вона відсіює один з малоймовірних шляхів, змушуючи науку шукати нові механізми, можливо пов’язані з ще невідомими частинками або силами. Тепер вчені можуть зосередити свої ресурси на дослідженнях, які не прив’язані до темної матерії.

Це також важливий урок: відмова від гіпотези — не поразка, а просування вперед.

Що далі?

Попри складність ситуації, відмова від гіпотези відкриває двері до нових підходів. Один із напрямів — дослідження механізмів за межами Стандартної моделі, таких як “механізм типу Зеєса” або введення стерильних нейтрино. Інший — вивчення нових фундаментальних сил, що не проявляються у звичних взаємодіях. Можливо, маса нейтрино зумовлена енергією вакууму або квантовими ефектами, які ще не описані.

Вчені все ще у пошуках, і кожен виключений варіант наближає до істини. Як у багатьох галузях науки, шлях до розуміння — це насамперед шлях виключення.

*”Це повертає нас до нуля”, — йдеться у звіті, — “але це і є рух уперед”.