Новый эксперимент, проведенный исследователями ЦЕРНа и нейтринной лабораторией Гран Сассо в Италии, подтвердил информацию о сверхсветовых нейтрино. Одновременно с этим заявлением оттуда же пришло сообщение, опровергающее ее.
Напомним, нейтрино, летящие быстрее скорости света, были обнаружены в прошлом месяце в ходе эксперимента OPERA по исследованию нейтринных осцилляций, проводимого в Гран Сассо, где установленный внутри одноименной горы высокочувствительный нейтринный детектор улавливал пучки частиц, генерируемые в ЦЕРНе. Неожиданно для самих экспериментаторов вдруг выяснилось, что расстояние в 732 км, которое эти пучки должны были преодолевать за 0,0024 секунды, они "пролетают" на 0,00000006 секунды быстрее.
В научном сообществе это заявление было воспринятокритически - обвинения в основном сводились к тому, что в методику расчета времени, которое нейтрино тратит на путешествие из Швейцарии к итальянской горе, вкралась системная ошибка. Критики главным образом грешили на плотные нейтринные пучки, рождаемые в ускорителе ЦЕРНа в ходе нейтронных распадов – там, по их мнению, изначально и заложена неправильность, приводящая к результатам, категорически запрещенным природой.
Эти пучки представляли собой импульсы длительностью 10,5 микросекунд, разделенные "пустыми" промежутками в 50 миллисекунд. Экспериментаторы решили изменить режим и перенастроить ЦЕРНовский нейтринный источник так, чтобы импульсы длились по 3 наносекунды с промежутком между ними в 524 наносекунды. И хотя в новых пучках находилось не по 16000 нейтрино, а всего по 20, на точность эксперимента это не повлияло и даже наоборот, позволило отслеживать нейтрино фактически "поштучно", одно за другим.
После двадцати сеансов эксперимента OPERA с модифицированными пучками, исследователи наткнулись почти на тот же самый результат – и здесь тоже получается, что их нейтрино летят со скоростью, превышающей скорость света.
Одновременно с заявлением об этом, от физиков, участвующих в другом эксперименте Гран Сассо - ICARUS - и работающих с тем же нейтринным пучком из ЦЕРНа, поступило заявление, опровергающее наличие сверхсветовых нейтрино.
Если бы нейтрино могло летать со сверхсветовой скоростью, утверждают они, оно бы начало испускать фотоны и электрон-позитронные пары, и это излучение, аналогичное излучению Черенкова, должно сильно понизить его энергию нейтрино и, соответственно, исказить его спектр. Однако нейтринный спектр, который наблюдали участники эксперимента ICARUS, полностью соответствовал спектру нейтрино, летящих со скоростью света. По их расчетам, превышение световой скорости, даже если оно и есть, должно быть на три порядка меньше, чем то, о котором сообщают участники эксперимента OPERA, и "сравнимо с нулем".
По всей видимости, точка в этом споре будет поставлена через несколько месяцев на одном из экспериментов, аналогичных эксперименту OPERA – в Японии (Т2К) или в США (MINOS). В настоящий момент на этих установках проверяется сообщение о сверхсветовых нейтрино.

Установка ICARUS была построена для нескольких видов экспериментов. В частности, она ловит нейтрино, пришедшие из космоса и от Солнца. Но также может фиксировать и частицы, созданные людьми (фото Istituto Nazionale di Fisica Nucleare).

Нейтрино, ранее заподозренные в преодолении скорости света, похоже, чинно соблюдают вселенские «правила дорожного движения». Подтверждение незыблемости известных законов природы пришло из Италии. Правда, подтверждение это ещё не окончательное.

Напомним, сенсационные результаты, вызвавшие жаркие споры в среде физиков, были получены в 2011 году при посылке пучков нейтрино из европейского центра ядерных исследований в итальянскую лабораторию Гран-Сассо на расстояние в 730 километров (CERN Neutrinos to Gran Sasso). Превышение константы c было зафиксировано и в повторных попытках.

В феврале 2012 года учёные всё же сумели выявить некоторые предполагаемые аппаратные ошибки в работе использованного в том эксперименте нейтринного детектора OPERA. Однако, это не прояснило ситуацию окончательно, поскольку у этих погрешностей было разноимённое (в плюс и минус) влияние, а их точная величина – ещё не установлена.

Первый возможный источник погрешности – осциллятор, который используется для получения метки времени для синхронизации с GPS. Он может привести к переоценке времени полёта нейтрино. Второй — оптический разъём волокна, которое передаёт сигнал GPS на часы OPERA. Его неправильная работа, вероятно, приводит к недооценке времени полёта нейтрино.

На 100% загадка ошибки не разрешена и сейчас. Тем не менее, история получила продолжение благодаря другому эксперименту — ICARUS. Этот детектор нейтрино тоже расположен в лаборатории Гран-Сассо и тоже способен ловить частицы, посылаемые из ЦЕРНа.

Опыты с короткими пучками частиц на ICARUS были проведены в минувшем году. Теперь обработаны результаты. Оказалось, что нейтрино достигли детектора в точном соответствии с теорией, то есть они не двигались быстрее света в вакууме.

«Свидетельства начинают указывать на то, что данные OPERA были результатом артефакта измерения, — передаёт Science Daily слова директора ЦЕРНа по исследованиям Серджио Бертолуччи (Sergio Bertolucci). – Но важно быть точными. В ходе новых экспериментов в Гран-Сассо на установках BOREXINO, ICARUS, LVD и OPERA будут проведены новые замеры с импульсными пучками. Окончательный вердикт может быть получен в мае».