Italijos Alpėse veikiančiu neutrinų detektoriumi OPERA dirbantys fizikai užfiksavo ypatingai retą įvykį – miuoninio neutrino virsmą į tau-neutriną. Toks virsmas leidžia paaiškinti antimedžiagos išnykimą visatoje, agentūrai „RIA Novosti“ pranešė viena iš eksperimento vykdytojų, Lebedevo fizinių mokslų instituto Elementariųjų dalelių laboratorijos vedėja Natalija Poluchina.
4 tonas sveriantis detektorius OPERA įrengtas Italijos Alpėse, laboratorijoje Grand-Sasso. Jis veikti pradėjo 2008 m. Detektorius fiksuoja neutrinų srautą, kuris į įrenginį patenka iš CERN dalelių greitintuvo SPS, prasiskverbęs pro 730 km storio kalnų uolienų „skydą“.
Detektoriumi dirbančių tyrėjų tikslas – aptikti neutrinų osciliacijas, t. y., dalelės gebėjimą keisti savo tipą. Iš viso neutrinai gali būti trijų tipų: elektroniniai neutrinai (gimsta branduolinių reakcijų metu), miuoniniai neutrinai (atsiranda suirus pionams) ir tau-neutrinai (atsirandantys greitintuvuose susidūrus dalelėms).
Neutrino gebėjimas osciliuotis įmanomas tik tuo atveju, jei dalelė turi nenulinę masę. Savo ruožtu, neutrino masės buvimas turėtų daug pasekmių įvairioms mokslo sritims. Nuo šio parametro iš dalies priklauso visatos masės įvertis, o tai reiškia – ir jos ateities prognozavimas: ar ji plėsis be galo? O gal po plėtimosi stadijos ateis eilė traukimuisi?
Be kita ko, tai, kad neutrinas turi masę, gali paaiškinti faktą, jog visata sudaryta iš medžiagos, o antimedžiagos joje praktiškai nėra, nors per Didįjį sprogimą medžiagos ir antimedžiagos turėjo atsirasti po lygiai.
N. Poluchina pažymi, kad eksperimentas OPERA, kuriame dalyvauja 140 mokslininkų iš 11 valstybių, yra pirmasis, kurio metu iš tiesų užfiksuoti neutrinų virsmai – ankstesnių eksperimentų rezultatai buvo gauti „pagal numanymą“. „Buvo iškelta prielaida, jog egzistuoja tam tikras vieno tipo neutrinų skaičius – pvz., elektroninių neutrinų, kurie atkeliauja iš Saulės, – apie ankstesnius eksperimentus aiškina N. Poluchina. – Jei Žemėje jų registruojama mažiau, vadinasi, aha – jie turbūt osciliavo.“
Iš CERN į Grand Sasso srūva miuoninių neutrinų srautas. Jei tame sraute detektorius užfiksuoja tau-neutrino dalelių, tai reiškia, kad neutrinų virsmas išties įvyko. Iki šiol fizikams pavyko užfiksuoti 17 tūkst. neutrinų įvykių ir tik du atvejai buvo patvirtinti kaip miuoninio neutrino virsmas į tau-neutriną. Tie atvejai buvo užfiksuoti 2010 ir 2012 m.
„Kai buvo užfiksuotas pirmas virsmo atvejis, OPERA rezultatus vertino labai atsargiai – buvo kalbama, jog tai tėra „įvykis-kandidatas“, – prisimena N. Poluchina. – Ir jei mes neradome tai, ką žadėjome (o žadėjome nuo 5 iki 7 atvejų iš 25 tūkst. miuoninių neutrinų įvykių), tada kalbėti apie neutrinų osciliacijas nėra pagrindo.“
„Trečiasis virsmo atvejis patvirtina spėjimą, jog neutrinų osciliacijos iš tiesų egzistuoja, – pridūrė mokslininkė. – O tai reiškia, kad neutrinai, kuriuos stebime eksperimento metu, gali keisti savo tipą, kurių iš viso yra trys, o kiekvienas tipas apsprendžia tam tikrą dalelės masę.“
Tyrėjos žodžiais tariant, neatmestinas variantas, kad neutrinų osciliacijos atvejų bus užregistruota ir daugiau. Šiuo metu detektoriaus OPERA karjera baigiasi – 2012 m. gruodžio 3 d. buvo įjungtas neutrinų srautas iš CERN greitintuvo SPS. Šis greitintuvas yra sudedamoji Didžiojo hadronų greitintuvo dalis, tad kartu su juo jis buvo sustabdytas modernizacijos darbams, kurie bus vykdomi iki 2015 m.
„Mes užbaigsime sukauptų duomenų apdorojimą, o kitų metų liepą turėtų prasidėti detektoriaus ardymo darbai“, – tvirtina pašnekovė.
