В мире

Артур Макдональд: “В нашем эксперименте наступил момент истины”

Лауреатами Нобелевской премии по физике 2015 года стали японец Такааки Кадзита и канадец Артур Макдональд.

Шведская академия наук отметила, что открытие осцилляции нейтрино, доказывающее, что у этой частицы есть масса, «изменило понимание самой основополагающей структуры материи, ее истории и будущего Вселенной».

Открытие осцилляции нейтрино стало переломным моментом в физике элементарных частиц. После объявления лауреатов Артур Макдональд по телефону из Канады сказал: «Конечно, в нашем эксперименте наступил момент истины, когда мы сумели увидеть, что нейтрино изменяются от одного типа к другому по мере прохождения расстояния от Солнца до Земли».

Член Нобелевского комитета по физике профессор Энн Люйе объяснила в интервью Би-би-си суть этого открытия: «Нейтрино являются вторыми, после фотонов, самыми распространенными частицами во Вселенной. Они возникают в ядерных реакциях, например, на Солнце, звездах или в ядерных реакторах, и они почти не взаимодействуют с окружающей средой. Существует три типа нейтрино. В этом году премия была присуждена за экспериментальное доказательство, что нейтрино осциллируют , то есть меняют тип».

Нейтрино — элементарная частица, которая «отвечает» за слабое взаимодействие. Оно лежит в основе радиоактивных распадов.

Существуют три типа нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино. В 1957 году работавший в Дубне итальянский и советский физик Бруно Понтекорво предсказал, что нейтрино разных типов могут переходить друг в друга — этот процесс называется осцилляциями элементарных частиц. Однако в случае нейтрино существование осцилляций возможно только в том случае, если эти частицы имеют массу, а с момента их открытия физики считали, что нейтрино — безмассовые частицы.

Указания на существование нейтринных осцилляций в измеренных потоках солнечных нейтрино существовали давно, но экспериментально явление открыли только через 40 лет на нейтринном детекторе Супер-Камиоканде (Super-Kamiokande) в Японии. Группой исследователь руководил один из нынешних лауреатов Такаки Каджита.

Практически одновременно группа физиков во главе со вторым лауреатом Артуром Макдональдом анализировала данные канадского эксперимента SNO, собранные в обсерватории в Садбэри. Обсерватория наблюдала потоки нейтрино, летящие от Солнца. Звезда излучает мощные потоки электронных нейтрино, однако во всех экспериментах ученые наблюдали потерю примерно половины частиц.

В ходе эксперимента SNO было доказано, что одновременно с исчезновением электронных нейтрино в потоке лучей появляется примерно столько же тау-нейтрино. То есть Макдональд и коллеги доказали, что происходят осцилляции электронных солнечных нейтрино в тау.

Доказательство, что у нейтрино есть масса, потребовало переписать Стандартную модель — базовую теорию, которая объясняет свойства всех известных элементарных частиц и их взаимодействия.

Нобелевская премия по физике стала второй в 2015 году. Физика элементарных частиц является самой распространенной областью присуждения Нобелевских премий. Кадзита и Макдональд стали 35-ми лауреатами, получившими Нобелевскую премию за открытия в физике элементарных частиц.

Показать больше
Back to top button