На нейтрино не подействовала квантовая гравитация
Физики ужесточили предел на такое взаимодействие в 30 раз
Физики из коллаборации IceCube не обнаружили влияния квантовой гравитации на параметры нейтринных осцилляций. Это усилило предел на подобное взаимодействие в 30 раз для энергонезависимых моделей. Статья опубликована в журнале Nature Physics.
Эта новость появилась на N + 1 при поддержке ежегодной Национальной премии в области будущих технологий «Вызов». В 2023 году ее присудили за ионный квантовый процессор, магниты из высокотемпературного сверхпроводника, вычислительные устройства на основе поляритонов и оптический транзистор, а также открытия, позволившие создать новые подходы для лечения заболеваний мозга
Создание непротиворечивой и полной теории квантовой гравитации — одна из важнейших задач современной физики. Один из центральных вопросов при работе над этой теорией — проявляет ли метрика пространства-времени квантовые флуктуации, как у остальных квантовых полей. На масштабах ниже планковской энергии это море квантовой пены пространства-времени может вызвать небольшие изменения эволюции состояний движущихся частиц во времени. Экспериментальная проверка этих небольших нарушений на уровне одиночных частиц может помочь ученым в поиске квантовой гравитации.
Нейтрино, взаимодействуя с квантовыми флуктуациями пространства-времени, могут частично потерять квантовую когерентность. Это должно проявляться отклонением от ожидаемой картины нейтринных осцилляций на больших расстояниях и высоких энергиях.
Именно такие нарушения искали физики в эксперименте IceCube. Ранее коллаборация IceCube уже искала влияние квантовой гравитации на характеристики галактических нейтрино высоких энергий. На этот раз ученые проанализировали данные по регистрации атмосферных нейтрино в диапазоне 0,5–10 тераэлектронвольт. Однако физикам не удалось обнаружить никаких отклонений от ожидаемого поведения нейтрино.
Это позволило ученым усилить для энергонезависимых моделей предел на параметры подобных взаимодействий в 30 раз по сравнению с результатами предыдущих экспериментов. Для эффектов декогеренции, зависящих как квадрат энергии частиц, новые ограничения на шесть порядков превысили предыдущие измерения.
Физики в очередной раз использовали нейтрино, чтобы сузить область параметров, подходящих для описания физических процессов. Например, ранее ученые установили новый предел на рассеяние реакторных антинейтрино, вплотную приблизившись к теоретическому предсказанию.
Как открытие J/ψ-мезона стало революцией в физике элементарных частиц
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора
Представления физиков об элементарных частицах с момента открытия электрона, которое произошло меньше 130 лет назад, менялись многократно и кардинально. Параллельно с совершенствованием теоретических моделей существенно усложнялось и экспериментальное оборудование для их исследования. Теоретики расширяли модели кварками, антиматерией, векторными бозонами и квантовой теорией поля — экспериментаторы постепенно двигались от камеры Вильсона и трубки Гейсслера к ускорителям и многомиллиардных коллайдеров. В книге «Этюды о частицах. От рентгеновских фотонов до бозона Хиггса» (Товарищество научных изданий КМК) историк науки Алексей Левин рассказывает об эволюции физики элементарных частиц: как в течение последних полутора веков менялось представление физиков о том, что происходит внутри атомов и ядер и как субатомные частицы взаимодействуют друг с другом. Книга вошла в длинный список премии «Просветитель» 2025 года. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о драматичном открытии J/ψ-мезона, состоящего из очарованных кварка и антикварка, и реакции на него.