Новости города БезФормата.Ru
Троицк
Главные новости
 
Задать вопрос?

Академик Ткачёв: Одна из самых фундаментальных проблем - убедить публику искать тёмную материю

Академик Ткачёв: Одна из самых фундаментальных проблем - убедить публику искать тёмную материю - Troitsk.Ru
Академик Ткачёв: Одна из самых фундаментальных проблем - убедить публику искать тёмную материю - Troitsk.Ru
Академик Ткачёв: Одна из самых фундаментальных проблем - убедить публику искать тёмную материю - Troitsk.Ru
Фото: cdn3.img.ria.ru
Академик Игорь Ткачев из Института ядерных исследований РАН в Троицке рассказал о том, как Россия может стать лидером в поисках неуловимых стерильных нейтрино, как с ними связана загадочная темная материя и почему он считает, что БАК вряд ли откроет "новую физику".

На этой неделе в НИЯУ МИФИ в Москве и Институте ядерных исследований в Троицке состоялась очередная встреча физиков ЦЕРН из коллаборации NA61, пытающихся раскрыть тайны устройства кварково-глюонной плазмы, аналога первичной материи Вселенной, и принципы взаимодействия между нейтрино, самыми неуловимыми частицами, и другими формами материи.

Направление исследований для многих из этих экспериментов, как рассказали участники встречи, были заложены еще несколько десятилетий назад силами советских и российских ученых в Троицке. Например, в начале 1990 годов отечественные физики начали измерения массы нейтрино и пришли к выводу, что она должна быть очень небольшой, получив лучшие в мире ограничения. Сегодня увеличенная копия российского детектора, получившая имя KATRIN, строится в Германии. Этот эксперимент позволит продвинуться в ограничениях еще на порядок, либо наконец измерить массу нейтрино.

Сам прибор, как пояснил академик Игорь Ткачев, сегодня получил вторую жизнь для поисков ответа на не менее важный и интересный вопрос – существует ли еще один вид нейтрино, помимо трех уже открытых частиц и античастиц такого рода. Эти частицы, так называемые "стерильные нейтрино", должны практически не взаимодействовать с другими формами материи и обладать необычно большой для известных нейтрино массой. Он рассказал о первых результатах подобных поисков и объяснил, почему открытие этих частиц может стать "окном" в новую физику и может объяснить многие загадки Вселенной, в том числе и существование темной материи.

— Игорь Иванович, насколько вообще целесообразно и зачем нужно искать стерильное нейтрино? 

— Мы знаем, что Стандартная модель физики не является полной – к примеру, существование темной материи и наличие массы у нейтрино выходят за ее пределы и не объясняются ей. Существует много моделей, способных объяснить оба этих факта, многие из которых являются очень сложными. Самая простая возможность — добавить стерильные (или правые) нейтрино в Стандартную модель.

Конечно, модель в которой возникает масса у нейтрино можно сделать и сложной, но в данном случае, как мне кажется, работает принцип бритвы Оккама – самые простые и красивые теоретические построения обычно оказываются самыми близкими к реальности. Кроме того, было бы странно, если бы масса нейтрино возникала не так, как у всех остальных частиц Стандартной модели, в результате взаимодействия их "правых" компонент с полем Хиггса.

Когда мы думали, что у нейтрино нет массы, было логичным считать, что у нейтрино этого правого партнера нет. Но теперь, когда мы знаем, что у нейтрино есть масса, есть основания думать об обратном. Вопрос теперь заключается в массе этих партнеров – если она окажется слишком большой, то тогда мы никогда не сможем найти стерильные нейтрино в лаборатории. Такую возможность исключить нельзя, но тогда у этой модели не будет и других интересных следствий, о которых пойдет речь ниже.

Детектор нейтрино, на котором российские ученые будут искать четвертый тип этих частиц

Другие эксперименты, такие как Дайя-бэй и IceCube, "закрыли" область существования крайне легких стерильных нейтрино, не интересных для нас с космологической точки зрения. С другой стороны, если эта масса будет в примерно десять тысяч раз больше, чем у "обычных" нейтрино, т.е. около 1 кэВ, то тогда стерильные нейтрино могут составлять основу темной материи.  Поиском таких нейтрино мы сейчас и начали заниматься.

— Как можно убедить публику в том, что это необходимо?

— Это же одна из самых фундаментальных проблем в настоящее время. У темной материи есть все шансы быть открытой в лаборатории, рано или поздно. Поэтому темную материю ищут десятки, если не сотни коллективов ученых уже несколько десятилетий. Эти поиски идут в самых разных направлениях – кто-то верит в тяжелые "вимпы" и пытается их найти, кому-то нравятся аксионы.

Стоимость каждого такого эксперимента на современном этапе находится на уровне 100 миллионов долларов, и никто не думает об их прекращении. Наш проект, по сравнению с такими детекторами, совсем ничего не стоит. Если нашу установку создавать сегодня, она обошлась бы где то в 5 миллионов долларов, и сами эксперименты гораздо дешевле, чем поиски других форм темной материи.

О чем это говорит? Более существенные вложения могли бы позволить нам достичь необходимого предела точности в наших измерениях и "зайти" в ту область, где мы ожидаем найти стерильные нейтрино, объясняющие существование темной материи, ее долю во Вселенной, ненулевую массу нейтрино и другие явления, выходящие за рамки Стандартной модели. Для этого нам нужно повысить чувствительность детектора на несколько порядков, и тогда мы выйдем в ту область, которая интересна и физикам, и космологам.

— Достижимо ли это с финансовой и технической точки зрения?

— Самая дорогостоящая часть нашей установки уже готова к подобной работе, на следующем этапе нам нужно заменить детекторы и электронику на более быстродействующие. Конечно, можно продолжать накапливать данные и на существующем оборудовании, но тогда нам придется прождать десятилетия, чтобы получить результат.

Сейчас мы планируем проводить параллельно и замеры, и обновление оборудования. Мы надеемся, что обновление железа и улучшение методик работы  с ним позволит нам поднять чувствительность детектора как минимум на порядок, а может быть, и на два порядка, если это позволит сделать систематика.

Мы нашли новую жизнь для нашей установки и начали поиски стерильных нейтрино, однако нам быстро стало ясно, что подобные поиски в одиночестве продолжать невозможно и неправильно. Сейчас мы сотрудничаем с нашими немецкими коллегами из проекта KATRIN. В мае начнется новый сеанс работы, и к нам приедет большая делегация из Германии вместе с новой электроникой и детектором, которые будет установлены в конце сеанса. Это позволит нам сравнить результаты наблюдений и понять насколько новая немецкая электроника лучше для нас. В этом заинтересованы и мы, и немецкие коллеги, чья установка пока не начала свою работу.  Если все получится, дальше будем проводить совместный эксперимент здесь, в Троицке.

— Поможет ли открытие стерильных нейтрино в раскрытии фундаментальных свойств материи, в том числе и при анализе результатов экспериментов NA61?

— Для NA61 думаю, что нет. Но, с фундаментальной точки зрения, стерильные нейтрино чрезвычайно  важны для определения того, в какую сторону и как будет расширяться Стандартная модель – можно пойти, условно говоря, направо, налево, вверх или вниз, или же просто дополнить нейтрино по аналогии с другими известными частицами. Какой из этих путей правильный – на сегодняшний день фундаментальный вопрос.

Соответственно, если мы найдем стерильные нейтрино, то тогда сразу станет ясно, в каком направлении двигаться. С другой стороны, даже если поиски закончатся неудачей, это тоже прояснит ситуацию – к примеру, если стерильные нейтрино не существуют в той области, которая связана с темной материей, то тогда мы будем знать, что она является какой-то другой сущностью за пределами Стандартной модели.

— Недавно вы и ваши коллеги из МФТИ опубликовали статью о том, что темная материя может быть нестабильной и что заметная ее часть могла распасться. Будет ли означать открытие стерильных нейтрино то, что и эта теория верна?

— С одной стороны, об этом можно говорить в принципе, но с другой стороны, те стерильные нейтрино, которые мы ожидаем найти, в минимальном варианте не могут объяснить те аномалии в реликтовом излучении Вселенной, о которых мы говорили. Стерильные нейтрино по своей природе должны распадаться, превращаясь в активное нейтрино и фотон, однако эти распады будут происходить слишком редко – время жизни стерильных нейтрино превышает возраст Вселенной.

Для того, чтобы объяснить те аномалии, которые были зафиксированы в данных по реликтовому излучению Вселенной, нужно, чтобы распалось как минимум 5% темной материи, что невозможно в рамках простых представлений о свойствах стерильных нейтрино.  С другой стороны,  реальность может быть более сложной, могут существовать еще какие то взаимодействия и частицы, и тогда частота распадов стерильных нейтрино будет другой. Сейчас я как раз работаю над подобными сценариями.

— В последние два года физики все чаще говорят о возможных намеках на "новую физику" в результатах экспериментов на БАК. На ваш взгляд, где и когда мы увидим первые реальные следы мира за пределами Стандартной модели?

— В ближайшие десять лет,  как я считаю, вряд ли получится что-то обнаружить. Трудно быть оракулом, но я не думаю, что мы на самом деле близки к открытию "новой физики", если говорить об экспериментах на Большом адронном коллайдере.

С другой стороны, ситуация выглядит более оптимистичной, если говорить о стерильных нейтрино и аксионах. Я надеюсь — так как уверенно говорить здесь нельзя — что именно они станут тем проявлением "новой физики", которое нам удастся  найти первым.

Для этого есть вполне логичные причины. Стерильные нейтрино являются естественными кандидатами на роль частиц темной. Почему? Нужно смотреть на естественные расширения Стандартной модели, необходимость которых вытекает из решения каких то других проблем, а не просто ради объяснения существования темной материи.

 К примеру, если взять нейтрино, мы знаем, что они должны обладать массой, которую откуда-то нужно взять. Для этого мы вводим "правые" нейтрино и это добавление к теории к тому же объясняет, откуда берется темная материя. Аналогичной является ситуация с аксионами, другим кандидатом на роль "легкой" темной материи, тоже связанным с еще одним пробелом в Стандартной модели.

Аксионы уже достаточно давно, около 20 лет, планомерно пытаются найти в лабораториях, постепенно перебирая интересную для космологии и экспериментально доступную область значений их массы. С другой стороны, темную материю в форме стерильных нейтрино целенаправленно не искали, и у нас есть большие шансы продвинуться в этом направлении, на что нам понадобится как минимум 5-10 лет. Что именно является темной материей, мы пока не знаем, но, возможно, одновременно существуют и стерильные нейтрино и аксионы.

К сожалению, как показывает история бозона Хиггса, от теоретического предсказания до открытия может пройти до полувека. Открытие, конечно может быть неожиданным, но чаще всего появляются статистические флуктуации, такие как недавняя история с резонансом 750 ГэВ, которые выглядят как "новая физика", но на самом деле являются случайными совпадениями.

Облака часто складываются в узоры, в которых некоторые теоретики видят слонов. То же самое происходит с экспериментальными данными, и нам, скорее всего, придется долго ждать того момента, когда мы дойдем до реальных результатов.

Источник: РИА Новости, 14.05.2017

Благодарственное письмо ректору МГОУ - МГОУ(Пока оценок нет) Загрузка...
24.05.2018 МГОУ
Последний звонок в Волоколамске - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Дмитрий Левин В Королеве более чем для тысячи выпускников прозвенел последний звонок,
24.05.2018 Правительство Московской области
Россия. Звенигород. 1 сентября. В Суппоневской школе День знаний прошел впервые. - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Ангелина Никифорова В четверг для 1 274 одиннадцатиклассников городского округа Люберцы прозвенел последний звонок, сообщает РИАМО со ссылкой на главу муниципалитета Владимира Ружицкого.
24.05.2018 Правительство Московской области
Губернатор Московской области поздравил выпускников Подмосковья с последним звонком - Газета СенежАндрей Воробьев поздравил выпускников Подмосковья и пожелал им мечтать, творить и достигать новых высот, сообщает пресс-служба губернатора Московской области.
24.05.2018 Газета Сенеж
Сотрудники Отделения по делам несовершеннолетних МУ МВД России «Мытищинское» совместно с членом Общественного совета при МУ МВД Валерием Шутовым провели открытый урок по кибербезопасности с учащимися 5-7 классов Мытищинс
24.05.2018 МВД Московской области
Триумф Чёрных дельфинов на футбольном поле Университета - РГУТиС22 мая на спортивной площадке РГУТИС состоялись соревнования по футболу среди высших школ РГУТИС.
24.05.2018 РГУТиС
В городском округе Шатура состоялся праздник «За честь Шатуры» - Ленинская ШатураЛучшие педагоги и ученики награждены за успехи в труде и учебе. Сергей Коршунов Муниципальный праздник «За честь Шатуры» прошел в Доме культуры им.
24.05.2018 Ленинская Шатура
Последний звонок в Воскресенском районе - Администрация Воскресенского районаСегодня в районе проходят торжественные линейки, посвященные празднику Последнего звонка.
24.05.2018 Администрация Воскресенского района
В школах городского округа Люберцы прозвенели последние звонки - Люберецкий районСегодня для 1274 выпускников общеобразовательных учреждений городского округа Люберцы прозвенел последний звонок.
24.05.2018 Люберецкий район
Глава Пущина поздравляет выпускников образовательных учреждений - Пущинская средаДорогие ребята! Выпускники… Сегодня для вас прозвучит последний школьный звонок.
24.05.2018 Пущинская среда
В школах городского округа Люберцы прозвенели последние звонки - Администрация г.ЛюберцыСегодня для 1274 выпускников общеобразовательных учреждений городского округа Люберцы прозвенел последний звонок.
24.05.2018 Администрация г.Люберцы
JPG Файл - МВД Московской областиСотрудники отдела по делам несовершеннолетних МУ МВД России «Балашихинское» провели урок кибербезопасности для учащихся 6-7 классов школы № 25 в г.о.
23.05.2018 МВД Московской области
«НЕТ НИКАКОГО ТАКОГО НАРОДА – БЕЗ ЭПОСА...» - МГИК   22 мая 2018 года в стенах МГИК прошла встреча наших студентов со сказителем и фольклористом Александром Александровичем Маточкиным   Встреча студентов со сказителем Александром Александровичем Маточкиным прошла в ф
23.05.2018 МГИК
Студенты МГОУ в болгарском городе Шабла - МГОУСтудентам МГОУ посчастливилось в такой памятный и великий день как 9 мая быть принятыми в городе Шабла, Болгария.
24.05.2018 МГОУ
Экзамены в новом формате - Газета Встреча
Экзамены в новом формате
На базе Аграрно­-технологического техникума «Дубна» проходит демонстрационный экзамен «Эксплуатация сельскохозяйственных машин» по модели World Skils Russia.
Газета Встреча
Губернатор Московской области поздравил выпускников Подмосковья с последним звонком - Газета Сенеж
Губернатор Московской области поздравил выпускников Подмосковья с последним звонком
Андрей Воробьев поздравил выпускников Подмосковья и пожелал им мечтать, творить и достигать новых высот, сообщает пресс-служба губернатора Московской области.
Газета Сенеж
Глава Пущина поздравляет выпускников образовательных учреждений - Пущинская среда
Глава Пущина поздравляет выпускников образовательных учреждений
Дорогие ребята! Выпускники… Сегодня для вас прозвучит последний школьный звонок.
Пущинская среда
Один пассажир мотоцикла погиб, пять получили ранения с начала 2018 года на территории 5 батальона ДПС - Орехово-Зуевская правдаНа территории 5 батальона ДПС 2 полка ДПС (южный) с начала этого года произошло 5 дорожно-транспортных происшествий с участием мототранспорта,
24.05.2018 Орехово-Зуевская правда
В Реутове мужчину расстреляли из травматического пистолета - Газета РеутВ Реутове неизвестные злоумышленники совершили нападение на мужчину.  Согласно поступившей информации, преступники расстреляли местного жителя из травматического пистолета 21 мая.
23.05.2018 Газета Реут
«Упали в обморок и потеряли сознание». Двое детей отравились газом в Балашихе - РТВ-ПодмосковьеСотрудники Мособлгаза уточняют обстоятельства инцидента Двое малолетних детей отравились угарным газом в жилом доме в Балашихе, сообщил ТАСС источник в экстренных службах.
24.05.2018 РТВ-Подмосковье
Еще один удар по точкам сбыта наркотиков - Куйбышевец
Еще один удар по точкам сбыта наркотиков
Сотрудниками группы наркоконтроля УМВД России по Воскресенскому району в ходе проверочной закупки на улице Комсомольской были задержаны двое местных жителей в возрасте 22 и 30 лет, сбывших покупателю наркотическое средство.
Куйбышевец
Шатурские инспекторы по делам несовершеннолетних провели акцию «Безопасные окна» - Ленинская Шатура
Шатурские инспекторы по делам несовершеннолетних провели акцию «Безопасные окна»
В ходе акции инспекторы по делам несовершеннолетних провели беседу с родителями детсадовцев.
Ленинская Шатура
Щёлковец в четвёртый раз осуждён за фиктивную постановку на учёт иностранных граждан - Газета Время
Щёлковец в четвёртый раз осуждён за фиктивную постановку на учёт иностранных граждан
Мировой судья судебного участка № 278 Щёлковского судебного района Московской области вынес обвинительный приговор в отношении К.,
Газета Время
24 мая 2018 года состоится открытие Музея истории органов ЗАГС Московской области - Управление ЗАГС МО24 мая 2018 года в Лобненском отделе ЗАГС Главного управления ЗАГС Московской области состоится открытие Музея истории органов ЗАГС Московской области.
23.05.2018 Управление ЗАГС МО
ГРАФИКА ЕВГЕНИЯ ГЛЫЗЯ - В «СЛАВЯНСКОМ ДРЕВЕ» - Красногорские вестиВ рамках Международного фестиваля «Славянские встречи» в Балашихе в городской картинной галерее открылась международная художественная выставка «Славянское древо».
24.05.2018 Красногорские вести
Выставка зарайских умельцев - За новую жизнь   Как сообщила член Зарайского отделения Союза пенсионеров Подмосковья Лидия Латышева, 22 мая в КЦ «Победа» прошло мероприятие под названием «Три грани вдохновения».
24.05.2018 За новую жизнь
Дворец культуры станет украшением города - Газета Факт
Дворец культуры станет украшением города
Порядка 250 миллионов рублей выделено на капитальный ремонт Дворца культуры «Балашиха».
Газета Факт
Спектаклем по роману Булгакова открыли фестиваль губернских театров в Орехово-Зуеве (видео) - Орехово-Зуевская правда
Спектаклем по роману Булгакова открыли фестиваль губернских театров в Орехово-Зуеве (видео)
Торжественная церемония открытия I Всероссийского фестиваля губернских театров «Фабрика Станиславского-2018» состоялась во вторник, 22 мая,
Орехово-Зуевская правда
Спектаклем по роману Булгакова открыли фестиваль губернских театров в Орехово-Зуеве - Орехово-Зуевская правда
Спектаклем по роману Булгакова открыли фестиваль губернских театров в Орехово-Зуеве
Торжественная церемония открытия I Всероссийского фестиваля губернских театров «Фабрика Станиславского-2018» состоялась во вторник, 22 мая,
Орехово-Зуевская правда
Мост через Волгу в Дубне соединит две части города до конца года - Серебряно-Прудский вестникОб этом Губернатору  #МО  Андрею Воробьеву доложил глава г.о. Дубна Максим Данилов.
23.05.2018 Серебряно-Прудский вестник
В Красногорске наградили победителей, участников и организаторов 50-й Спартакиады школьников - Красногорские вестиПредставители спортивных команд тридцати муниципальных образовательных учреждений и трёх частных школ г. о. Красногорск, а также их педагоги собрались на торжественную церемонию вручения кубков, медалей и дипломов,
23.05.2018 Красногорские вести
В открытом кубке г. о. Красногорск по самбо на призы местного отделения партии «Единая Россия» приняли участие 300 спортсменов - Красногорские вестиВ двухдневном самбо-марафоне в нахабинском «Клубе самбо профессора Е.Л. Глориозова» выясняли, кто сильнее, борцы из 26 клубов Москвы, Подмосковья, Тверской и Тульской областей.
23.05.2018 Красногорские вести
Губернатор Подмосковья подарил чеховским спортсменам автобус - Газета Новости недели
Губернатор Подмосковья подарил чеховским спортсменам автобус
Гандбольный клуб «Чеховские медведи» продолжает празднование победы в чемпионате России.
Газета Новости недели
Путин проведет прямую линию до 14 июня - Подольский рабочий
Путин проведет прямую линию до 14 июня
Прямая линия президента России Владимира Путина пройдет до чемпионата мира по футболу в РФ, который стартует 14 июня.
Подольский рабочий
Андрей Воробьёв подарил автобус спортсменам Чехова - За новую жизнь
Андрей Воробьёв подарил автобус спортсменам Чехова
   Гандбольный клуб «Чеховские медведи» продолжает празднование победы в чемпионате России.
За новую жизнь
Путин провел встречу с секретарем Генсовета Партии Андреем Турчаком - Единая РоссияГлава государства призвал Партию в рамках работы по подготовке к выборам в Государственную Думу 2021 года активнее работать по решению проблем граждан,
24.05.2018 Единая Россия
Поздравления, песни, школьный вальс и слёзы – Последний звонок в школах Орехово-Зуева - Орехово-Зуевская правдаПоследний звонок в школе № 20 Орехово-Зуева запомнится выпускникам поздравлениями от главы городского округа Орехово-Зуево и учеников других классов,
24.05.2018 Орехово-Зуевская правда
Оператор системы-112 - Правительство Московской областиИсточник: ©, пресс-служба заместителя председателя правительства Московской области Дмитрия Пестова Система-112 Московской области готова к приему вызовов на иностранных языках во время проведения ЧМ по футболу,
24.05.2018 Правительство Московской области
Министерство потребительского рынка и услуг Московской области напоминает о запрете продажи алкоголя несовершеннолетним  #ТрезвыйЗвонок - Химские новостиВ день «Последнего звонка», в течение всего дня, - 25 мая в Московской области работает #ТрезвыйЗвонок.
24.05.2018 Химские новости
ПМЭФ: Власти Подмосковья заключили первые соглашения - РТВ-ПодмосковьеКонтракты о сотрудничестве подписаны с рядом крупных предприятий Подмосковная делегация под руководством губернатора региона Андрея Воробьёва начала работу на Международном экономическом форуме в Санкт-Петербурге.
24.05.2018 РТВ-Подмосковье