Οι αναφορές για ανάσταση στείρων νετρίνων μπορεί να είναι πολύ υπερβολικές
Μην πετάτε ακόμα τα εγχειρίδια φυσικής σωματιδίων. Την περασμένη Παρασκευή, μια ομάδα σωματιδιακών φυσικών ανακοίνωσε αποτελέσματα που θα μπορούσαν να παραπέμπουν σε ένα νέο εξωτικό σωματίδιο που ονομάζεται στείρο νετρίνο, πυροδοτώντας έναν καταρράκτη πυρετωδών πρωτοσέλιδων. Αλλά η κατάσταση είναι πιο διφορούμενη από ό,τι υποδηλώνουν ορισμένες αναφορές. Αν και τα νέα δεδομένα ενισχύουν ένα επιχείρημα για το στείρο νετρίνο, άλλα στοιχεία έχουν αποδυναμωθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια.
Σχεδόν χωρίς μάζα, τα νετρίνα αλληλεπιδρούν μόνο μέσω της απίστευτα αδύναμης αδύναμης πυρηνικής δύναμης και, επομένως, μετά βίας αλληλεπιδρούν με άλλη ύλη. Διατίθενται σε τρεις γνωστούς τύπους—ηλεκτρόνιο, μ και τ—ανάλογα με τις συγκεκριμένες αλληλεπιδράσεις σωματιδίων που τις δημιουργούν. Ένας τύπος νετρίνου μπορεί να μεταμορφωθεί σε άλλο μέσω των λεγόμενων ταλαντώσεων, τις οποίες μελετούν οι φυσικοί εκτοξεύοντας ρεύματα των σωματιδίων μέσω της Γης σε τεράστιους ανιχνευτές εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά.
Ένα αποστειρωμένο νετρίνο θα ήταν ένας τέταρτος τύπος που θα ήταν ακόμα πιο άπιαστος επειδή δεν θα αλληλεπιδρούσε καθόλου με άλλη ύλη. Θα μπορούσε να αναδυθεί μόνο όταν ένα συνηθισμένο νετρίνο ταλαντωθεί μέσα του και θα εξαφανιζόταν με τον ίδιο τρόπο. Ο πρώτος υπαινιγμός για αποστειρωμένα νετρίνα ήρθε τη δεκαετία του 1990, από φυσικούς με τον Ανιχνευτή Νετρίνων Liquid Scintillator (LSND) στο Εθνικό Εργαστήριο Los Alamos στο Νέο Μεξικό, οι οποίοι ανέφεραν στοιχεία για ένα σωματίδιο περίπου 1/500.000 τόσο μάζα όσο ένα ηλεκτρόνιο-φως, αλλά βαρύτερο από τα άλλα νετρίνα. Για τεχνικούς λόγους, οι ερευνητές του LSND μελέτησαν στην πραγματικότητα μ αντινετρίνα - τα αντισωματίδια των μ νετρίνων - που ταξιδεύουν μόλις 30 μέτρα μέχρι τον ανιχνευτή τους. Ανίχνευσαν δεκάδες ηλεκτρονιακά αντινετρίνα στη δέσμη—πολλά για να παραχθούν σε μικρή απόσταση από τον συνηθισμένο μηχανισμό ταλάντωσης. Η ομάδα πρότεινε ότι τα μ αντινετρίνα θα μπορούσαν να μεταμορφωθούν σε στείρα νετρίνα, τα οποία με τη σειρά τους μεταμορφώθηκαν σε αντινετρίνα ηλεκτρονίων.
Τώρα, οι 47 φυσικοί που εργάζονται με το Mini Booster Neutrino Experiment (MiniBooNE) στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή Fermi στη Batavia του Ιλινόις, αναφέρουν παρόμοια και πολύ πιο σημαντικά στατιστικά στοιχεία τέτοιων «επιπλέον» ταλαντώσεων. Εκτόξευσαν ελαφρώς υψηλότερης ενέργειας μ νετρίνα και αντινετρίνα 541 μέτρα στον πολύ μεγαλύτερο ανιχνευτή τους και εντόπισαν 460 νετρίνα ηλεκτρονίων ή αντινετρίνα, αναφέρουν σε ένα έγγραφο που δημοσιεύτηκε στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv. Το MiniBooNE ανέφερε παρόμοια, λιγότερο σημαντικά αποτελέσματα το 2013.
Ωστόσο, η υπόθεση για το στείρο νετρίνο στηρίζεται εδώ και πολύ καιρό σε άλλες αποδείξεις, και ορισμένες από αυτές εξασθενούν. Για παράδειγμα, οι θεωρητικοί έχουν σημειώσει εδώ και χρόνια ότι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες φαίνεται να παράγουν περίπου 6% λιγότερα ηλεκτρονιακά αντινετρίνα από ό,τι προβλέπει η τυπική θεωρία, υποδηλώνοντας ότι ορισμένα από αυτά ταλαντώνονταν σε στείρα νετρίνα. Ωστόσο, τον Απρίλιο του 2017, φυσικοί με το πείραμα νετρίνο του αντιδραστήρα Daya Bay κοντά στο Shenzhen της Κίνας, ανέφεραν ότι ολόκληρο το έλλειμμα θα μπορούσε να εξηγηθεί εάν οι θεωρητικοί απλώς είχαν υπερεκτιμήσει τον αριθμό των αντινετρίνων που παράγονται από ένα συστατικό του σύνθετου καυσίμου, το ουράνιο-235. /P>
Επιπλέον, επιστήμονες με το διαστημικό σκάφος Planck της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας το 2013 κυκλοφόρησαν μια εξαιρετικά ακριβή μέτρηση της μεταγενέστερης λάμψης της Μεγάλης Έκρηξης, του κοσμικού μικροκυματικού φόντου (CMB). Μελετώντας τις παραλλαγές στα μικροκύματα στον ουρανό, οι κοσμολόγοι μπορούν να υπολογίσουν τον αριθμό των τύπων νετρίνων. Ενώ προηγούμενες μελέτες CMB άφησαν χώρο για έναν τέταρτο τύπο νετρίνων, τα δεδομένα Planck δείχνουν ότι υπάρχουν μόνο οι τρεις γνωστοί τύποι. Για να βρουν ένα βιώσιμο μοντέλο στείρων νετρίνων, οι θεωρητικοί θα πρέπει να εξηγήσουν και αυτές τις φαινομενικά αρνητικές παρατηρήσεις.
Όσον αφορά το νέο αποτέλεσμα MiniBooNE, άλλοι φυσικοί των σωματιδίων αντιδρούν με προσοχή. Τα πλεονάζοντα γεγονότα συσσωρεύονται στο χαμηλό άκρο του ενεργειακού εύρους του ανιχνευτή, σημειώνει στο ιστολόγιό του ο Tommaso Dorigo, σωματιδιακός φυσικός του Εθνικού Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής της Ιταλίας στην Πάντοβα. Εκεί συσσωρεύονται και τα «φόντα» από διάφορα άλλα είδη σωματιδίων. Έτσι, εάν οι ερευνητές του MiniBooNE υποτίμησαν το ιστορικό τους, εξηγεί ο Dorigo, τότε μπορεί να έχουν μπερδέψει ουσιαστικά τα γεγονότα του παρασκηνίου ως ένα σήμα.
