Нейтрино, известные как "частицы-призраки", вызывают у учёных всё больший интерес. Эти мельчайшие частицы, способные осциллировать — превращаться в другие типы на своём пути, — могут содержать ключ к разгадке скрытых измерений Вселенной.
Новый эксперимент DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) создаёт уникальную возможность для изучения этой загадочной области.
Эксперимент DUNE развернётся на глубине под землёй, связав лаборатории в штатах Иллинойс и Южная Дакота.
Частицы будут ускоряться в Фермилабе, а затем преодолевать путь в 1300 километров, чтобы достичь огромного детектора. В процессе нейтрино, как ожидается, будут изменять свой "аромат", переходя из одного типа в другой.
"Мы создадим мюонные нейтрино, которые, пролетая через Землю, могут преобразовываться в электронные или тау-нейтрино. Наблюдение за этими трансформациями поможет нам изучить фундаментальные свойства Вселенной", — объясняет Мехеди Масуд, физик из Университета Чунг-Анг.
Согласно новому исследованию, опубликованному в Journal of High Energy Physics, поведение нейтрино может намекать на существование дополнительных измерений.
Учёные предполагают, что такие измерения — с масштабом порядка микрона — способны слегка искажать вероятность осцилляции частиц.
"Теория больших дополнительных измерений, предложенная ещё в 1998 году, объясняет, почему гравитация слабее других фундаментальных сил. Она также может пролить свет на загадочные свойства нейтрино", — добавляет Масуд.
Исследователи смоделировали данные, которые DUNE соберёт за несколько лет. Они анализировали влияние скрытых измерений на осцилляции нейтрино при различных уровнях энергии.
Если такие измерения существуют, их проявления можно будет зафиксировать с помощью изменений в данных эксперимента.
Строительство DUNE завершится к 2030 году, и первые результаты анализа ожидаются спустя 10 лет. Кроме того, комбинация данных DUNE с результатами других исследований — коллайдерных экспериментов или астрофизических наблюдений — поможет достичь ещё большей точности.
"Эти данные не только откроют новые горизонты, но и позволят точнее измерить стандартные параметры физики нейтрино, устранив влияние неизвестных факторов", — заключает Масуд.