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

Объявлены лауреаты Премии Губернатора Московской области  в сфере науки и инноваций для молодых ученых и специалистов в 2017 году - Чеховский район  Распоряжением Губернатора Московской области от 12.12.2017 № 380-РГ утверждены имена лауреатов премии в сфере науки и инноваций для молодых ученых и специалистов 2017 года.
14.12.2017 Чеховский район
Fwd: Восторгу не было предела! Об интересном путешествии первоклассников МОУ гимназии №7 в Измайловский Кремль - Администрация г. ЛыткариноНакануне XV Московских областных Рождественских образовательных чтений «Нравственные ценности и будущее человечества» ученики 1 «В» класса МОУ гимназии №7 вместе с классным руководителем Натальей Васильевной Шестаковой и
14.12.2017 Администрация г. Лыткарино
Люберецким школьникам рассказали о нравственности и вере на уроке «Школы добрососедства» - Правительство Московской областиИсточник: ©, пресс-служба заместителя председателя правительства Московской области Эльмиры Хаймурзиной Школьникам Люберец в четверг на открытом уроке «Школы добрососедства» представители трех религий рассказали о нра
14.12.2017 Правительство Московской области
Команда Гжельского университета – призер олимпиады «ПсихоЛогос» - ГГХПИСтало хорошей традицией участие университета в Московской областной студенческой олимпиаде по психологии «ПсихоЛогос».
14.12.2017 ГГХПИ
12 декабря Музей боевой и трудовой славы совместно с Центральной районной библиотекой провели Час мужества для учеников 4 класса МОУ «СОШ № 11»,
14.12.2017 Администрация Воскресенского района
Объявлены лауреаты Премии Губернатора Московской области в сфере науки и инноваций для молодых ученых и специалистов в 2017 году - Рузский районРаспоряжением Губернатора Московской области от 12.12.2017 № 380-РГ утверждены имена лауреатов премии в сфере науки и инноваций для молодых ученых и специалистов 2017 года.
14.12.2017 Рузский район
14 декабря в рамках областной единовременной культурно-просветительской акции «Неделя «Живой классики» в библиотеках Подмосковья» Центральная детская библиотека провела для учащихся кадетской школы-лицея литературно-фоль
14.12.2017 Администрация Воскресенского района
Очередное занятие юнкоров прошло в редакции «Люберецкой панорамы» - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 14 декабря. INLUBERTSY.RU - Очередное занятие школы юнкоров прошло в редакции газеты «Люберецкая панорама», сообщает Люберецкое информагентство.
14.12.2017 Люберецкая панорама
За самоуправление! - Шатурский районВ центре «Созвездие» прошел конкурс агитбригад по школьному самоуправлению.
14.12.2017 Шатурский район
Зарайские школьники делали первые шаги в программировании - За новую жизньС 4 по 10 декабря образовательные организации г.о. Зарайск принимали участие во Всероссийской образовательной акции «Час кода», сообщается на сайте управления образования.
14.12.2017 За новую жизнь
14 декабря в Заруденской библиотеке для учащихся 8 класса Маливской средней школы прошел урок памяти  «Бессмертна Победа, бессмертны ее солдаты», посвященный Дню неизвестного солдата .
14.12.2017 Коломенский район
Лауреаты Премии Губернатора Московской области  в сфере науки и инноваций для молодых учёных и специалистов в 2017 году - Городские вестиОбъявлены лауреаты Премии Губернатора Московской области в сфере науки и инноваций для молодых ученых и специалистов в 2017 году Автор фотографии:
14.12.2017 Городские вести
Команда Гжельского университета – призер олимпиады «ПсихоЛогос» - ГГХПИСтало хорошей традицией участие университета в Московской областной студенческой олимпиаде по психологии «ПсихоЛогос».
14.12.2017 ГГХПИ
Fwd: Восторгу не было предела! Об интересном путешествии первоклассников МОУ гимназии №7 в Измайловский Кремль - Администрация г. ЛыткариноНакануне XV Московских областных Рождественских образовательных чтений «Нравственные ценности и будущее человечества» ученики 1 «В» класса МОУ гимназии №7 вместе с классным руководителем Натальей Васильевной Шестаковой и
14.12.2017 Администрация г. Лыткарино
ОПАЛИХОВСКОЙ ШКОЛЕ 50 ЛЕТ! - Красногорские вести
ОПАЛИХОВСКОЙ ШКОЛЕ 50 ЛЕТ!
Завтра, 15 декабря, в Опалиховской школе пройдут торжественные мероприятия, посвященные празднованию полувекового юбилея образовательного учреждения.
Красногорские вести
Школа славных традиций - Красное знамя
Школа славных традиций
Нововолковская школа отмечает полувековой юбилей. О ее истории, выпускниках, днях минувших и сегодняшних рассказывает статья, подготовленная педагогами этого учреждения.
Красное знамя
Жуковский детский сад № 1 отметил 80-летие - Авиаград Жуковский
Жуковский детский сад № 1 отметил 80-летие
Юбилей старейшего детского сада отметили 12 декабря праздничным утренником, гостями которого стали педагоги-ветераны, родители воспитанников, руководство города, сообщает корреспондент жуковского информагентства.
Авиаград Жуковский
Неизвестные избили журналиста "Радонежья" - КопейкаВ ночь на четверг избили нашего коллегу, журналиста телеканала «Радонежье».
14.12.2017 Копейка
В Клинском районе полицейские раскрыли квартирную кражу на 100 тысяч рублей - Nedelka-Klin.RuВ Дежурную часть ОМВД России по Клинскому району поступило сообщение от 56-летнего местного жителя о том, что неизвестные из его квартиры, расположенной в одном из домов в поселке Решетниково, похитили несколько телевизоров,
14.12.2017 Nedelka-Klin.Ru
Клинчане пострадали в результате ДТП в Солнечногорском районе - Серп и МолотНа 74-м километре Ленинградского шоссе в Солнечногорском районе в среду вечером произошло ДТП, в результате которого один человек погиб и двое пострадали,
14.12.2017 Серп и Молот
В Тучкове сгорел грузовик - Красное знамя
В Тучкове сгорел грузовик
В ночь на 2 декабря в поселке Тучково загорелся грузовой автомобиль. Машина находилась на охраняемой стоянке в промзоне вблизи улицы Потапова.
Красное знамя
%d0%b2%d0%bc1 - Газета Новые Известия
Хозяева сгоревшей хабаровской квартиры грели банки
Трое горожан погибли в результате пожара в жилом доме в Хабаровске, предположительно, из-за включенного пожилой парой обогревателя, которым супруги согревали закатанные банки с соленьями «В квартире на первом этаже,
Газета Новые Известия
Дед и внук попали под электропоезд в Кратово - Авиаград Жуковский
Дед и внук попали под электропоезд в Кратово
Пожилой мужчина и его внук скончались под колесами электрички возле станции Кратово в Раменском районе, передает корреспондент «Подмосковье сегодня».
Авиаград Жуковский
  12 декабря 2017 г., в день Российской Конституции в Гжельском государственном университете звучали песни и стихи на самых разных языках.
14.12.2017 Раменский район
Выставка картин впервые открылась в МФЦ Балашихи - Администрация г. Балашиха(Антон Чуркин) Выставка картин воспитанников художественной школы открылась в филиале МФЦ в микрорайоне Железнодорожный Балашихи.
14.12.2017 Администрация г. Балашиха
«Круглый стол» – презентация краеведческих изданий прошёл в Щёлковском историко-краеведческом музее - Газета ВремяЭто уже третья презентация исторических новинок: первые две состоялись в 2014 и 2015 годах.
14.12.2017 Газета Время
Фэнтези на тему любви и коварства - Красное знамя
Фэнтези на тему любви и коварства
«Ночной театр» – так называется молодежная группа, которая объединилась, чтобы создать рок-оперу «Дитя тьмы».
Красное знамя
Середина декабря порадует павловопосадцев многочисленными культурными мероприятиями - Павлово-Посадские известия
Середина декабря порадует павловопосадцев многочисленными культурными мероприятиями
Афиша учреждений культуры г.о. Павловский Посад на ближайшую неделю – с 15 по 21 декабря.
Павлово-Посадские известия
Нет описания - Газета Основа
В экспериментальном формате
На базе Дворца спорта КСК «Нара» прошли соревнования по брейк-дансу. Турнир организовали Молодёжный комплексный центр и молодёжное движение «Кинетика», также выступившее спонсором мероприятия.
Газета Основа
Алексей Русских провел Парламентский урок для школьников Черноголовки - КПРФ    13 декабря 2017 года заместитель Председателя Комитета Государственной Думы по транспорту и строительству, член фракции КПРФ Алексей Русских провел Парламентский урок в МОУ СОШ №82 г.о.
14.12.2017 КПРФ
«Химик» не отыграл гандикап в две шайбы - ХК ХимикПродлить серию побед в Нефтекамске не удалось С первых секунд матча «Химик» был вынужден обороняться: нарушение у воскресенцев зафиксировали уже на 31 секунде.
14.12.2017 ХК Химик
«Мострансавто» протестирует новый грузопассажирский автомобиль «Урал NEXT» - Луховицкие вестиНовый грузопассажирский автомобиль «Урал NEXT» поступил 14 декабря в распоряжение «Мострансавто», в ближайшие 6 месяцев он пройдет испытания в Домодедовском филиале предприятия, сообщила пресс-служба перевозчика.
14.12.2017 Луховицкие вести
По гибкому пути победы - Газета Факт
По гибкому пути победы
Местная общественная организация детско-юношеского спортивно-патриотического воспитания «Барс-Витязь» 16 декабря отметит 7-летие со дня основания.
Газета Факт
В Подмосковье откроется первый в России спортивно-образовательный кластер - Долгие Пруды
В Подмосковье откроется первый в России спортивно-образовательный кластер
14 декабря в Олимпийской деревне Новогорск состоится торжественная церемония открытия первого в России спортивно-образовательного кластера «Олимпийская деревня Новогорск».
Долгие Пруды
В «Зорком» старшим тренером будет Сергей Лихачев - Красногорские вести
В «Зорком» старшим тренером будет Сергей Лихачев
«Зоркий» произвел дозаявку в состав команды. С 13 декабря старшим тренер команды «Зоркий» будет Лихачев Сергей Евгеньевич, покинувший пост главного тренера архангельского «Водника» (как было написано в СМИ,
Красногорские вести
Владимир Путин провел пресс-конференцию для журналистов России - Люберецкая панорамаБольшая пресс-конференция Президента России Владимира Путина прошла в Международном конгресс центре в Москве, сообщает Люберецкое информагентство.
14.12.2017 Люберецкая панорама
Красногорцы обратились в Общественную палату округа за помощью - Красногорские вестиВ День Конституции Российской Федерации 12 декабря проходит общероссийский день приема граждан.
12.12.2017 Красногорские вести
Азбука ЖКХ: вопросы и ответы по формированию тарифов - Газета РеутЖителям Подмосковья, как потребителям услуг ЖКХ, необходимо знать свои права и обязанности в целях формирования хозяйского отношения не только к собственному, а и общему имуществу в доме.
14.12.2017 Газета Реут
В Химках прошел первый молодежный образовательный форум «PROрыв» - Единая Россия ДолгопрудныйФорум состоялся при поддержке Правительства Московской области и администрации Химок.
15.12.2017 Единая Россия Долгопрудный
Вице-губернатор Подмосковья Наталья Виртуозова приняла участие в рабочей встрече с руководителями местных исполкомов Московского областного регионального отделения партии «Единая Россия».
13.12.2017 РТВ-Подмосковье