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

Жители России напишут «Тотальный диктант» 14 апреля - Газета КлючЕжегодная акция «Тотальный диктант» в этом году пройдет в России и по всему миру в более тысячи населенных пунктах уже в пятнадцатый раз, диктант напишут 14 апреля,
20.02.2018 Газета Ключ
В Дубранивской школе горокруга Шаховская прошел праздник Масленицы - Шаховские вести16 февраля в школе прошел праздник «Масленица блинная, народная, старинная».
20.02.2018 Шаховские вести
Благодаря вниманию губернатора готовится ремонт детсада в горокруге Шаховская - Шаховские вестиЛюбовь Дмитриевна Егорова, заведующая детским садом № 10 «Тополек» (д. Степаньково): - В своем обращение губернатор Московской области А.Ю.
20.02.2018 Шаховские вести
Общественники пополнили коллекцию музея ратной и трудовой славы "Выстрел" в Солнечногорске - Общественная палата МО9 февраля в музее ратной и трудовой славы «Выстрел» в Солнечногорске, расположенном в Доме культуры, бывшем гарнизонном Доме офицеров, на территории военного городка «Выстрел»,
20.02.2018 Общественная палата МО
Стартовал 4 этап муниципальной патриотической эстафеты «Салют Победе!» - Новые рубежиВ этом году мероприятие приурочено к 75-летию Сталинградской битвы Памятная акция учреждена главой района Андреем Ивановым.
20.02.2018 Новые рубежи
Игра «Армейский экспресс» прошла в школе №2 города Ступино ко Дню защитника Отечества - Ступинская панорамаСтупинское информагентство, Татьяна Трусова В первый день школьных каникул, которые продляться с 19 по 25 февраля, в школе № 2  для ребят 5, 6, 7 и 8 классов прошла интеллектуально-творческая игра «Армейский экспресс».
20.02.2018 Ступинская панорама
Более 350 школьников посетили день открытых дверей в Щёлковском колледже - Газета ВремяМероприятие состоялось в формате ярмарки учебных мест. Преподаватели и обучающиеся старших курсов рассказали о специальностях, профессиях и внеурочной деятельности учебного заведения, провели мастер-классы.
20.02.2018 Газета Время
Посвящённый воинам-интернационалистам День памяти провела «Молодая гвардия» в щёлковской школе № 4 - Газета ВремяСобытие прошло в виде кинопоказа, после которого щёлковские «молодогвардейцы», члены и сторонники партии «Единая Россия» беседовали со школьниками.
20.02.2018 Газета Время
В актовом зале школы № 20 состоялся вечер памяти воинов- интернационалистов, выпускников школы, погибших в Афганистане и Чечне.
20.02.2018 Администрация Воскресенского района
Районное Управление образования информирует, что учащиеся гимназии № 1 Егор Борзенков, Алексей Годовицин  и также лицея № 23 Степан Чиж стали призёрами регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по географии.
20.02.2018 Администрация Воскресенского района
13865675c395de220fb13fd66a5c68ccf74ff14b - Electrostal.ComВ минувшую субботу мамы и папы Электростали сдавали ЕГЭ по русскому языку.
20.02.2018 Electrostal.Com
Воробьёв призвал глав районов предоставить жителям отчёты о работе - РТВ-ПодмосковьеГубернатор Подмосковья попросил выполнить данные обещания и наказы Губернатор Московской области Андрей Воробьёв призвал всех глав районов и округов отчитаться перед жителями о своей работе.
19.02.2018 РТВ-Подмосковье
DSC_2413 - Ramns.Ru“ЗНАТЬ   НА ОТЛИЧНО ПДД – ЖЕЛАЕТ ВАМ ГИБДД» — под таким девизом в Детском саду комбинированного вида № 12 прошла педагогическая мастерская для педагогов Раменского муниципального района,
20.02.2018 Ramns.Ru
1 - Газета Новые ИзвестияКакие понятия транслируют ученикам авторы школьных пособий? Виктор Левин Шаблоны мышления и установки, по которым человек живёт в дальнейшем, закладываются в детстве.
20.02.2018 Газета Новые Известия
Детская музыкальная школа имени А. А. Алябьева получила новый инструмент - Пущинская среда
Детская музыкальная школа имени А. А. Алябьева получила новый инструмент
По поручению президента Российской Федерации Владимира Путина с декабря 2017 года в подмосковные школы искусств и музыкальные школы доставляют новые инструменты.
Пущинская среда
DSC_2413 - Газета Родник
На базе Дошкольного образовательного учреждения № 12 города Раменское прошло традиционное мероприятие «Педагогическая мастерская»
“ЗНАТЬ   НА ОТЛИЧНО ПДД – ЖЕЛАЕТ ВАМ ГИБДД» - под таким девизом в Детском саду комбинированного вида № 12 прошла педагогическая мастерская для педагогов Раменского муниципального района,
Газета Родник
Стартовал 4 этап муниципальной патриотической эстафеты «Салют Победе!» - Новые рубежи
Стартовал 4 этап муниципальной патриотической эстафеты «Салют Победе!»
В этом году мероприятие приурочено к 75-летию Сталинградской битвы Памятная акция учреждена главой района Андреем Ивановым.
Новые рубежи
В Коломне обнаружен "левый" алкоголь - Kolomna-Spravka.RuПодпольный склад спиртосодержащей жидкости ликвидирован в Коломенском районе.
19.02.2018 Kolomna-Spravka.Ru
Пострадала девушка в результате ДТП - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 20 фев. INLUBERTSY.RU - В результате ДТП пострадала девушка 20 лет, которая с травмами различной степени тяжести была госпитализирована в больницу,
20.02.2018 Люберецкая панорама
IMG-20180213-WA0014 - ГУ МЧС МОКаждый знает, что пожар легче предупредить, чем потушить. Именно поэтому профилактике пожаров уделяют особое внимание.
20.02.2018 ГУ МЧС МО
За прошедшую неделю за различные правонарушения в отдел полиции «Пущинский» были доставлены 60 человек - Пущинская среда
За прошедшую неделю за различные правонарушения в отдел полиции «Пущинский» были доставлены 60 человек
Еженедельное оперативное совещание в Администрации города 20 февраля началось с доклада начальника отдела полиции «Пущинский».
Пущинская среда
Татьяна Витушева: за выходные «Тропинку к дому» расчистили в 18 муниципалитетах Подмосковья - За новую жизнь
Татьяна Витушева: за выходные «Тропинку к дому» расчистили в 18 муниципалитетах Подмосковья
В минувшие выходные инспекторы Госадмтехнадзора Московской области и волонтёры расчистили снег во дворах одиноких пожилых и маломобильных граждан, проживающих в частном секторе.
За новую жизнь
Сбили пешехода и другие ДТП - Копейка
Сбили пешехода и другие ДТП
За период, с 9 по 16 февраля текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 73 ДТП с материальным ущербом, а также одно происшествие в котором пострадал один человек.
Копейка
И блинов поели, и на лошадях покатались - Истринские ВСетиДошколята из Агрогородка отметили Масленицу Каждый год в масленичную неделю в детском саду № 27 в Агрогородке педагоги сада устраивают для дошколят настоящий праздник Масленицы.
20.02.2018 Истринские ВСети
«Их в мире два – они как братья» - Газета ФактВ одном и том же году родились два гения русской культуры – Федор Шаляпин и Сергей Рахманинов.
20.02.2018 Газета Факт
В Пущине отметили Широкую масленицу - Пущинская средаМасленица – озорное и весёлое прощание с зимой. Достался этот праздник нам в наследство от языческой культуры.
20.02.2018 Пущинская среда
Реутовчане отметили Широкую Масленицу - Газета Реут
Реутовчане отметили Широкую Масленицу
Мероприятия, посвященные Масленице, в Реутове начались еще в среду – творческие вечера прошли в городских библиотеках.
Газета Реут
«Дарите книги с любовью» - Газета Факт
«Дарите книги с любовью»
Вторая всероссийская акция «Дарите книги с любовью», приуроченная к Международному дню книгодарения, который с 2012 года отмечается 14 февраля в более чем 30 странах мира,
Газета Факт
Развлекательные программы, конкурсы, концерты - За новую жизнь
Развлекательные программы, конкурсы, концерты
Межпоселенческая библиотека 20 февраля в 12 часов, литературно-музыкальная гостиная — клуб декоративно-прикладного творчества «Ассорти».
За новую жизнь
Завершится реконструкция 9 спортивных площадок в Подмосковье к ЧМ-2018 - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 20 фев. INLUBERTSY.RU - Реконструкция 9 спортивных площадок в Подмосковье к Чемпионату мира по футболу завершится в апреле текущего года, сообщает Люберецкое информагентство со ссылкой на минстроя МО.
20.02.2018 Люберецкая панорама
Мособлдума предложила увеличить штрафы для водителей, нарушающих  ПДД при проезде через железнодорожные переезды - Московская областная ДумаМособлдума подготовила законодательную инициативу по ужесточению ответственности для водителей, нарушающих правила дорожного движения при проезде через железнодорожные   переезды.
19.02.2018 Московская областная Дума
«Химик» не прощается с северной столицей - ХК ХимикМатчи плей-офф стартуют для «Химика» в Санкт-Петербурге Хозяева начали поединок в быстром темпе и воскресенцы вызов питерского коллектива приняли.
19.02.2018 ХК Химик
Прощай, зима, весну встречаем! - Новые рубежи
Прощай, зима, весну встречаем!
Яркие и масштабные проводы зимы прошли в Захарове "НР", АНДРЕЙ АВТУХОВ Главной праздничной площадкой районного масштаба по традиции стала гостеприимная Пушкинская поляна в Захарове.
Новые рубежи
За себя и за того парня - Егорьевский Курьер
За себя и за того парня
№ 7 от 14 февраля 2018 г. Каковы шансы нашей сборной после всего случившегося завоевать медали на Олимпийских играх-2018 9 февраля в корейском Пхенчхане начались 23-е зимние Олимпийские игры.
Егорьевский Курьер
Около 500 спортсменов приняли участие в Кубке Московской области по лыжным гонкам - Серебряно-Прудский вестник
Около 500 спортсменов приняли участие в Кубке Московской области по лыжным гонкам
Министерство физической культуры и спорта Московской области Кубок Московской области по лыжным гонкам имени Ларисы Лазутиной, который прошел в Одинцове, собрал более 500 участников,
Серебряно-Прудский вестник
УК Подольска вернула жителям более 1,3 млн руб по требованию Госжилинспекции - Подольский рабочийУправляющая компания ЖСК «Микрон» в Подольске по требованию Госжилинспекции Московской области вернула жителям одного из многоквартирных домов более 1,3 миллиона рублей переплаты за отопление Фотобанк Московской облас
20.02.2018 Подольский рабочий
Значок Главгосстройнадзора Московской области - Правительство Московской областиИсточник: Главное управление государственного строительного надзора Московской области Областной Главгосстройнадзор выдал заключение о соответствии требованиям 214-ФЗ застройщику в Мытищах,
20.02.2018 Правительство Московской области
«Малахитовая масленица» прошла в Майданове - Серп и МолотВ рамках масленичной недели в Майдановском парке прошел большой сказочный праздник.
19.02.2018 Серп и Молот
Широкая Масленица прокатилась по району - Серпуховский районС большим размахом отпраздновали Масленицу в Оболенске: на открытой площадке под пушистый снежок театральный кружок «Маска» под руководством Яны Василенко представил полноценный музыкальный спектакль.
19.02.2018 Серпуховский район
В Мособлдуме откроется выставка Гжели - Долгие ПрудыШесть предприятий Раменского района представят свою продукцию По инициативе фракции «СПРАВЕДЛИВАЯ РОССИЯ» и лично руководителя Игоря Чистюхина, в Мособлдуме с 19 февраля по 2 марта пройдет выставка «Гжель.
20.02.2018 Долгие Пруды