Физики подтвердили теорию 40-летней давности, впервые зарегистрировав случаи столкновений нейтрино с ядрами атомов - «Наука и технологии»

Даниэль Фридман (Daniel Freedman), физик-теоретик из Массачусетского технологического института, еще в 1974 году выдвинул теорию о том, что неуловимые частицы нейтрино могут взаимодействовать с ядрами атомов материи не очень обычным способом, заставляя их колебаться с малой амплитудой. Учитывая невозможность регистрации и измерений параметров колебаний атомных ядер в то время, Даниэль Фридман даже отнес свое собственное предположение в разряд "глупой идеи". Но недавно, спустя 40 лет, ученым удалось получить подтверждение теории Фридмана, разработав новый способ регистрации и измерений так называемых "когерентных столкновений нейтрино-ядро". Результаты данного открытия, по мнению ученых, открывают совершенно новые фантастические возможности использования нейтрино в будущем в практических и исследовательских целях.

Напомним нашим читателям, что все элементарные частицы могут взаимодействовать друг с другом при помощи четырех видов фундаментальных сил, сил гравитации, электромагнетизма, сильных и слабых ядерных взаимодействий. Нейтрино отличается от других частиц тем, что они взаимодействуют с другими частицами только посредством сил гравитации и слабых ядерных взаимодействий. И такие виды взаимодействия чрезвычайно сложно обнаружить даже при помощи самого высокочувствительного оборудования.
Традиционный метод, при помощи которого ученые изучают нейтрино, заключается в использовании обратного бета-распада при столкновении нейтрино с протоном. При этом, протон распадается на электрон и нейтрон, движение электрона вызывает слабую вспышку света, которая регистрируется чувствительными фотодетекторами, расположенными в резервуарах, наполненных десятками, сотнями и тысячами тонн чистейшей воды. Такой вид взаимодействия нейтрино с материей является очень редким и поэтому частицы нейтрино еще не изучены на сегодняшний день должным образом.

Как упоминалось выше, Даниэль Фридман выдвинул предположение о том, что нейтрино может взаимодействовать не только с протонами, но и с ядрами атомов целиком. В этом процессе задействованы очень малые энергии, а возникающие при этом колебания ядер атомов имеют очень малую амплитуду. Но события, связанные со столкновениями нейтрино и ядер атомов, происходят гораздо чаще случаев обратного бета-распада протонов. И если была бы возможность регистрации таких событий, то изучать нейтрино можно было бы при помощи относительно небольшого детектора.