Спільний аналіз нейтрино наблизив учених до розуміння походження матерії

Спільний аналіз експериментів T2K і NOvA наблизив фізиків до розуміння того, чому у Всесвіті домінує матерія.

Два найбільші нейтринні проєкти вперше об’єднали свої результати, створивши унікальний масив даних для вивчення осциляцій нейтрино «процес зміни квантового стану й типу частинки під час руху». Кендалл Ман підкреслив: «це була велика перемога для нашої галузі». Таке поєднання спостережень забезпечило небачену точність у вимірюванні того, як нейтрино змінюють свої стани. Отримані висновки формують основу для майбутніх експериментів, що можуть переглянути сучасні моделі космології.

Ключове наукове питання пов’язане з тим, чому матерія пережила антиматерію після народження Всесвіту. Дослідники підозрюють, що відповідь прихована в нейтрино — майже безмасових частинках, які можуть порушувати CP-симетрію «закон дзеркальної відповідності між матерією та антиматерією». Постдокторант Джозеф Уолш наголосив: «нам потрібно створити інтенсивні джерела або дуже великі детектори». Різниця в поведінці нейтрино та антинейтрино може пояснити, чому світ зберігся.

Експерименти T2K і NOvA запускають сфокусовані пучки нейтрино на сотні кілометрів, порівнюючи сигнали від «близького» та «далекого» детекторів. Їхня конструктивна відмінність дає взаємодоповнюючі дані, які дозволяють точніше оцінити можливе впорядкування мас нейтрино «співвідношення трьох квантових станів маси». Людмила Колупаєва зазначила: «спільний аналіз дозволяє нам використовувати взаємодоповнюючі особливості цих конструкцій». Це дає змогу перевірити нормальний та інвертований сценарії мас, що визначають характер осциляцій.

Попередні результати ще не розв’язують загадку масового порядку, але окреслюють параметри майбутніх перевірок. Якщо підтвердиться інвертований порядок, дані вже натякають на можливе порушення CP-симетрії, відкриваючи шлях до пояснення домінування матерії. Якщо ж симетрія не порушується, теорії будуть потребувати перегляду. Експерименти продовжують накопичувати дані для подальшого уточнення моделей.

Ці результати стали можливими завдяки світовій співпраці сотень науковців у десятках наукових центрів. Томаш Носек підсумував: «ці результати є наслідком співпраці та взаєморозуміння двох унікальних проєктів». Спільні зусилля закладають фундамент для розгадки того, як сформувався сучасний Всесвіт.