Физики нашли возможное объяснение нехватки нейтрино в опытах с галлием

Учёные предложили новое объяснение многолетнего расхождения между измеренными и расчётными показателями захвата нейтрино в экспериментах с галлием

На протяжении более 30 лет учёные фиксировали в экспериментах с галлием (в том числе в проектах GALLEX, SAGE и BEST), что ядра галлия захватывают нейтрино — неуловимые частицы, которые почти не взаимодействуют с веществом, — реже, чем предсказывают расчёты. Это расхождение называют галлиевой аномалией — оно ставит под вопрос и экспериментальные методы, и теоретические расчёты.

Исследователи заново рассчитали, с какой вероятностью ядро захватывает нейтрино (физики называют эту величину сечением захвата). При этом они отказались от стандартного способа описывать в расчётах лептоны — лёгкие частицы, к которым относятся нейтрино и электрон. Авторы показали, что распространённый упрощённый метод — факторизация, основанная на принципе детального баланса, — имеет ограничения.

В расчётах учёные использовали плотности переходов Гамова — Теллера (одного из типов превращений атомных ядер), которые правильно воспроизводят точно измеренный период полураспада. Оказалось, что уточнённая вероятность захвата может быть существенно меньше, — и это, возможно, объясняет галлиевую аномалию без привлечения новой физики.

Работа важна для ядерной физики и теории элементарных частиц: она может устранить одно из ключевых противоречий в понимании процессов с участием нейтрино. В дальнейшем её результаты помогут уточнить модели ядерных реакций и лучше понять свойства нейтрино.

Источник: American Physical Society