Neutrinai nėra greitesni už šviesą, bet keičia formą

Greitesnio už šviesą neutrino sakmė oficialiai baigta. Kiote (Japonija) vykusioje konferencijoje „Neutrinas 2012“ OPERA projekto vykdytojai paskelbė, kad pagal naujausių matavimų duomenis, neutrinų greitis yra beveik toks pat, kaip šviesos.
„Nors kai kuriems būtų patikęs kitoks rezultatas, giliai širdyje būtent to ir tikėjomės“, – pasakė CERN tyrimų direktorius Sergio Bertolucci.

Viskam nurimus, OPERA grįžta prie tikrojo darbo – surasti tau neutrinus. Darbo grupė taip pat paskelbė, kad nustatė antrąjį miuoninio neutrino virsmo tau dalele pavyzdį, sustiprinusį argumentą, kad neutrinai turi masę.

Beveik šviesos greitis

OPERA pritrenkė pasaulį 2011 m. rugsėjį, kai paskelbė, kad neutrinai, skriejantys iš CERN Šveicarijoje į detektorius, esančius Italijos Gran Saso kalnų apačioje, viršijo šviesos greitį. Tai tapo įvykiu, kuris paneigė Einšteino reliatyvumo teoriją ir atvėrė duris į egzotišką fiziką. Per ateinančius kelis mėnesius buvo nustatytos dvi neutronus sulėtinusios klaidos – nesandarus optinis kabelis ir blogai veikiantis laikrodis.

Pasak OPERA komandos nario Dario Autiero, matavimas nebuvo laiko švaistymas. Pagal naują preliminarų rezultatą, neutrinų greitis siekia 0,5 ns šviesos greičio, esant 8 ns paklaidai. „Ši paklaida turėtų sumažėti po tolesnio tyrimo“, – sako OPERA atstovas, Italijos nacionaliniame branduolinės fizikos institute dirbantis (INFN) Giovannis De Lellisas.

„Greitis taip tiksliai išmatuotas pirmą kartą“, – teigia ir Autiero.

Visgi, tikrasis eksperimento tikslas buvo proceso metu nustatyti formą keičiančius neutrinus. Neutrinai būna trijų rūšių – elektroniniai, miuoniniai ir tau. Kelių eksperimentų metu buvo nustatyta, kad neutrinai spontaniškai keičiasi iš vienos rūšies į kitą. Tokie virsmai, kai kurių fizikų nuostabai, patvirtino, kad bemasės elementariosios dalelės vis tik privalo turėti nors mažiausią masę, ir paaiškina, kodėl visatoje yra daugiau medžiagos negu antimedžiagos.

Milžiniška vibracija

Dar iki OPERA visi neutrino vibracijos įrodymai buvo grindžiami jo dingimu: detektoriai nustatydavo mažesnį tam tikros rūšies neutrinų kiekį, negu jų būdavo pačioje pradžioje. Buvo manoma, kad kai kurie virsdavo kitomis neutrinų rūšimis. 2010 m. milijardų miuoninių neutronų sraute iš CERN į Gran Saso detektorius OPERA nustatė pirmąjį tau neutroną. Nors atradimas buvo milžiniškas, komanda tvirtino, kad statistiniam reikšmingumui patvirtinti reikia nustatyti daugiau tau neutrinų.

Pagal jų ataskaitas, detektoriuose buvo aptiktas antrasis tau neutrinas.
„Toks rezultatas patvirtina, kad projektas iš tikrųjų grįžta prie pirminio tikslo – atrasti neutrinų vibracijas“, – teigia De Lellisas.

OPERA reikia bent šešių tau neutronų, kad būtų galutinai patvirtintas vibracijos efektas. Tai padarę, mokslininkai galbūt galės patvirtinti savo sensacingą naujieną: dar vieno eksperimento metu T2K detektorių Japonijoje stebinti komanda paskelbė, kad jie nustatė 10 miuoninių neutrinų virsmą elektroninėmis dalelėmis.