Ученые, работающие на эксперименте MINOS в лаборатории Фермилаб в США, обнаружили нарушение симметрии в поведении частиц нейтрино и антинейтрино. Такое явление требует корректировки Стандартной модели - теории, объясняющей фундаментальные физические взаимодействия. Свои результаты физики представили на конференции Neutrino 2010 в Афинах, а также на семинаре в Фермилабе. Коротко о работе пишет New Scientist. Более подробно эксперимент описан в пресс-релизе Фермилаба.

Цель эксперимента MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search - поиск нейтринных осцилляций с использованием главного инжектора) - изучение процесса превращения одних типов нейтрино в другие (именно этот процесс называют нейтринными осцилляциями). Нейтрино - это элементарные частицы, которые очень слабо взаимодействуют с остальной материей. Различают несколько типов нейтрино - электронные, мюонные и тау-нейтрино, - которые способны превращаться друг в друга. Кроме того, существуют еще антинейтрино - "двойники" нейтрино из антиматерии, и они делятся на те же три типа.

В ходе эксперимента ученые получали на главном инжекторе потоки мюонных нейтрино и антинейтрино, которые двигались к детекторам, находящимся на расстоянии около 700 километров. По дороге и "обычные" и антиматериальные нейтрино с высокой вероятностью могут превращаться в тау-нейтрино. Детектор к тау-нейтрино нечувствителен, однако, оценивая недостаток мюонных нейтрино и антинейтрино, ученые могут определить, какая часть частиц претерпела превращение.

Современные теории, объясняющие физическую природу вещей, предполагают, что детектор должен зафиксировать примерно одинаковое число недостающих нейтрино и антинейтрино. Однако в ходе пятилетних наблюдений ученые установили, что потери среди антинейтрино выше.

Эти результаты не могут быть объяснены в рамках Стандартной модели, однако задействованные в эксперименте MINOS физики подчеркивают, что новые данные требуют дополнительной проверки. Вероятность того, что наблюдаемый "перекос" в числе нейтрино и антинейтрино является артефактом эксперимента, ученые оценивают в пять процентов. Для того чтобы уменьшить эту вероятность, необходимы дополнительные наблюдения.

Совсем недавно исследователи, участвующие в другом крупномасштабном эксперименте по изучению нейтрино - OPERA - также доложили о получении необычных результатов. Специалисты смогли непосредственно пронаблюдать процесс превращения мюонных нейтрино в тау-нейтрино. До сих пор об этом превращении судили по его следствиям, а в новой работе удалось зафиксировать непосредственно сам процесс осцилляции.