در یک اقدام مهم در فیزیک ذرات بنیادی که نتایج آن اخیرا در Nature منتشر شده گروهی از پژوهشگران بینالمللی پس از ده سال اندازهگیری دقیق به این نتیجه رسیدهاند که نوعی ذره فرضی به نام نوترینوی استریل که برای توضیح رفتار غیرمنتظره نوترینوها پیشنهاد شده بود به احتمال زیاد وجود ندارد.
به گزارش برنا، در گذشته برخی آزمایشها رفتار نوترینوها را مشاهده کرده بودند که با پیشبینیهای مدل استاندارد فیزیک ذرات همخوانی کامل نداشت. برای توضیح این ناهماهنگیها فرضیه وجود نوترینوی استریل مطرح شد؛ ذرهای که برخلاف انواع شناختهشده نوترینوها هیچ برهمکنشی با ماده از طریق نیروهای بنیادی ندارد و تنها از طریق گرانش قابل تاثیر است.
این فرضیه در چارچوب آزمایش MicroBooNE در Fermilab (آزمایشگاه ملی شتابدهنده ذرات در ایالات متحده) مورد بررسی قرار گرفت. در این تجربه دانشمندان از آشکارساز بزرگی از آرگون مایع و دو منبع متفاوت نوترینو استفاده کردند تا رفتار این ذرات را با دقت دنبال کنند. پس از یک دهه گردآوری و تحلیل دادهها هیچ شواهدی مبنی بر وجود یک نوترینوی استریل یافت نشد و وجود آن با احتمان ۹۵ درصد رد شد.
تحلیل این حجم داده پیچیده نیازمند کار دقیق روی ابزارها، شبیهسازیها و مدلهای برخورد ذرات بوده است. دانشجویان تحصیلات تکمیلی نیز در بخشهای مختلف پروژه از مدیریت داده تا اعتبارسنجی جریان نوترینوها مشارکت فعال داشتهاند.
رد شدن وجود نوترینوی استریل به این معنی است که یکی از مهمترین توضیحات احتمالی برای نتایج نامعمول آزمایشهای پیشین کنار گذاشته شده و مسیر تحقیقات در جهت یافتن فیزیک فراتر از مدل استاندارد بار دیگر شکل میگیرد. مدل استاندارد علیرغم موفقیتهایش در توضیح ذرات بنیادی، پاسخهایی برای پدیدههایی مانند ماده تاریک، انرژی تاریک یا گرانش کوانتومی ندارد.
با وجود این نتیجه فیزیکدانها اکنون با ابزارها و روشهای پیشرفتهتر در پروژههایی مانند DUNE (آزمایش نوترینوی زیرزمینی عمیق) به دنبال پاسخهای عمیقتر درباره طبیعت جهان و قوانین بنیادین آن هستند.
انتهای پیام/