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

Лекция Физтех.Читалки «Инновации в авиации» - МФТИ20 июля в 19:30 в Московском корпусе МФТИ в Климентовском переулке состоится лекция Физтех.Читалки на тему «Инновации в авиации».
23.07.2017 МФТИ
Учёные нашли гены, отвечающие за двигательный и вокальный тик у детей - МФТИМеждународная группа исследователей, включающая сотрудника Центра живых систем МФТИ Василия Раменского, выявила генетические особенности,
23.07.2017 МФТИ
МФТИ принимает участие в «МАКС-2017» - МФТИС 18 по 23 июля в подмосковном Жуковском проходит международный авиационно-космический салон «МАКС-2017».
23.07.2017 МФТИ
Продолжается набор в научную группу биоинформатики в прецизионной онкологии - МФТИНа базе Физтех-школы биологической и медицинской физики открывается набор студентов на конкурсной основе для совместной дипломной,
23.07.2017 МФТИ
Учёные МФТИ стали победителями конкурсов президентской программы РНФ - МФТИРоссийский научный фонд обнародовал имена победителей первых конкурсов Президентской программы исследовательских проектов, направленной на поддержку долгосрочных проектов ведущих учёных и перспективных молодых исследователей.
23.07.2017 МФТИ
Выпускники Межвузовской программы получили дипломы и сертификаты на стажировку в MIT - МФТИСостоялся второй выпуск Межвузовской программы подготовки инженеров в сфере высоких технологий :
23.07.2017 МФТИ
МФТИ и «Челавиа» провели пресс-конференцию на «МАКС-2017» - МФТИВчера в рамках студенческого дня «МАКС-2017» прошла пресс-конференция МФТИ и «Челавиа», на которой был презентован проект по созданию центра подготовки частных пилотов на базе Физтеха.
23.07.2017 МФТИ
Сотрудники домов культуры и библиотек СП Стремиловское не дают скучать детворе дождливым летом - Чехов сегодняСотрудники домов культуры и библиотек СП Стремиловское не дают скучать детворе, приглашая ребят на различные развлекательные мероприятия.
23.07.2017 Чехов сегодня
Пять событий в жизни города и района - Коломенская правдаМОЛОДАЯ СМЕНА Представители руководства конструкторского бюро машиностроения вручили дипломы выпускникам Коломенского филиала Московского политехнического университета, обучавшимся по специальности «Технология машиностроения».
23.07.2017 Коломенская правда
У гуманитарного института приостановили лицензию - КопейкаПриостановлено действие лицензии на осуществление образовательной деятельности Сергиево-Посадского гуманитарного института Подмосковья, сообщается на сайте Рособрнадзора.
23.07.2017 Копейка
На Киевском направлении МЖД запускают дополнительные пригородные электрички до Солнцево и Переделкино - Котельники сегодняС 24 июля на Киевском направлении МЖД начнут курсировать восемь дополнительных пригородных электропоездов между Москвой и остановочными пунктами Новопеределкино и Солнечная.
22.07.2017 Котельники сегодня
МФТИ и «Челавиа» провели пресс-конференцию на «МАКС-2017» - МФТИВчера в рамках студенческого дня «МАКС-2017» прошла пресс-конференция МФТИ и «Челавиа», на которой был презентован проект по созданию центра подготовки частных пилотов на базе Физтеха.
23.07.2017 МФТИ
Выпускники Межвузовской программы получили дипломы и сертификаты на стажировку в MIT - МФТИСостоялся второй выпуск Межвузовской программы подготовки инженеров в сфере высоких технологий :
23.07.2017 МФТИ
Учёные МФТИ стали победителями конкурсов президентской программы РНФ - МФТИРоссийский научный фонд обнародовал имена победителей первых конкурсов Президентской программы исследовательских проектов, направленной на поддержку долгосрочных проектов ведущих учёных и перспективных молодых исследователей.
23.07.2017 МФТИ
Пять событий в жизни города и района - Коломенская правда
Пять событий в жизни города и района
МОЛОДАЯ СМЕНА Представители руководства конструкторского бюро машиностроения вручили дипломы выпускникам Коломенского филиала Московского политехнического университета, обучавшимся по специальности «Технология машиностроения».
Коломенская правда
У гуманитарного института приостановили лицензию - Копейка
У гуманитарного института приостановили лицензию
Приостановлено действие лицензии на осуществление образовательной деятельности Сергиево-Посадского гуманитарного института Подмосковья, сообщается на сайте Рособрнадзора.
Копейка
Девочка из Фрязина задала вопрос Владимиру Путину - Газета Ключ
Девочка из Фрязина задала вопрос Владимиру Путину
В Сочи состоялась встреча Владимира Путина с учащимися образовательного центра для одарённых детей «Сириус».
Газета Ключ
Аэропорт Домодедово - Домодедовод.RuВ неприятную ситуацию в аэропорту Домодедово попал один из пассажиров. Прямо у стойки регистрации у него украли ноутбук и планшет.
23.07.2017 Домодедовод.Ru
Около Сергиева Посада появилось чёрное вонючее озеро - КопейкаГромкий скандал разгорается в подмосковном Сергиевом Посаде. Жители обвиняют коммерсантов в том, что все отходы с предприятий они сбрасывают в местный водоем, который уже прозвали "вонючим озером".
23.07.2017 Копейка
В Балашихе украли  автомобиль Mitsubishi - Газета ФактНеизвестный украл автомобиль Mitsubishi Pajero Sport стоимостью более 1 миллиона рублей.
23.07.2017 Газета Факт
Раменскому району присвоен третий класс пожарной опасности - Люберецкая панорама
Раменскому району присвоен третий класс пожарной опасности
ЛЮБЕРЦЫ. 21 июля. INLUBERTSY.RU Третий класс пожарной опасности по пятибалльной шкале установлен в соседнем с Люберцами Раменском районе, сообщает Люберецкое информагентство со ссылкой на городской сайт ИнфоЛюберцы.
Люберецкая панорама
За неделю 895 нарушений ПДД и два ДТП с пострадавшими - Копейка
За неделю 895 нарушений ПДД и два ДТП с пострадавшими
За период, с 14 по 21 июля текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 63 ДТП с материальным ущербом,  а также два  происшествия, в которых пострадали люди.
Копейка
Подозреваемую в ранении знакомого задержали в Люберцах - Люберецкая газета
Подозреваемую в ранении знакомого задержали в Люберцах
20 июля в 00:55 в Люберцах, улица Волковская, дом 7, из съемной квартиры бригадой скорой помощи с проникающим ножевым ранением грудной клетки в Люберецкую ЦРБ был доставлен и госпитализирован мужчина 1968 года рождения.
Люберецкая газета
МАКС-2017 за пять дней посетили 330 тысяч человек - РТВ-ПодмосковьеМеждународный авиакосмический салон МАКС-2017 в Жуковском с 18 июля по 22 июля посетили 330 тысяч человек, данные приводит МВД России.
23.07.2017 РТВ-Подмосковье
И это всё о них - Ока ИнфоГалина Столярова Липицкий ДК без двух этих коллективов уже давно не представляем.
22.07.2017 Ока Инфо
На слёте «Я – гражданин Подмосковья» завершилась смена «Студенчество и молодые политики» - Павлово-Посадские известияНа молодёжном слёте «Я – гражданин Подмосковья», который проходит в эти дни в Егорьевском районе, завершилась четвёртая смена «Студенчество и молодые политики»,
22.07.2017 Павлово-Посадские известия
«День выборов» в Сергиевом Посаде - Копейка
«День выборов» в Сергиевом Посаде
Начало избирательной кампании в Сергиево-Посадский Совет депутатов действительно начинается как в известном кино, т.е.
Копейка
Фестиваль Галича в Дубраве - Копейка
Фестиваль Галича в Дубраве
19 июля в Сергиево-Посадском культурно-просветительском центре "Дубрава" им.
Копейка
Карина ПЕТРОВСКАЯ: «Доигрываю все мамины роли» - Люберецкая газета
Карина ПЕТРОВСКАЯ: «Доигрываю все мамины роли»
При поддержке Министерства культуры Российской Федерации предстоящей осенью в Москве пройдёт II Всероссийский фестиваль музыкальных театров «Видеть музыку».
Люберецкая газета
ФОТО 1 - Федерация волейбола МОНа спартакиадном турнире по пляжному волейболу пришла пора решающих матчей Успешно продолжает выступать пара из Московской области Дмитрий Веретюк/Дмитрий Селиванов.
22.07.2017 Федерация волейбола МО
Мастер‑классы прошли на празднике «Спорт в каждый двор» в Люберцах - Люберецкая газетаСпортивные мастер-классы по надуванию горелок и ломанию деревянных и металлических предметов о тело провела организация «Русский лад» в рамках праздника «Спорт в каждый двор» в Люберцах.
22.07.2017 Люберецкая газета
«ВВА-Подмосковье» VS «Слава-ЦСП». Послематчевые комментарии. - ВВА-ПодмосковьеПо завершении матча со «Славой-ЦСП» своими эмоциями от прошедшей встречи поделился главный тренер «ВВА-Подмосковье» Николай Владимирович Неруш: - Мы не реализовались в первом тайме, допустив огромное количество ошибок.
23.07.2017 ВВА-Подмосковье
Федя сделал аргентинцу больно - Ока Инфо
Федя сделал аргентинцу больно
Марина Овсянкина   На состоявшемся вчера в Москве Дне бокса преимущество серпуховича Фёдора Чудинова было очевидным   В минувшую субботу в центре столицы отгремело массовое спортивное мероприятие под названием "
Ока Инфо
Военные кинологи из разных стран примут участие в конкурсе «Верный друг» в Подмосковье - Газета Факт
Военные кинологи из разных стран примут участие в конкурсе «Верный друг» в Подмосковье
Международный этап конкурса «Верный друг» пройдет с 30 июля по 10 августа с участием команд из Белоруссии, Узбекистана, Казахстана и Египта.
Газета Факт
Мастер-классы прошли во время праздника «Спорт в каждый двор» в Люберцах - Люберецкая панорама
Мастер-классы прошли во время праздника «Спорт в каждый двор» в Люберцах
ЛЮБЕРЦЫ. 23 июля. INLUBERTSY.RU - Мастер-классы по надуванию горелок и тайскому боксу прошли в рамках праздника «Спорт в каждый двор» в  Люберцах, сообщает Люберецкое информагентство со ссылкой на городской сайт ИнфоЛюберцы.
Люберецкая панорама
МАКС-2017 за пять дней посетили 330 тысяч человек - РТВ-ПодмосковьеМеждународный авиакосмический салон МАКС-2017 в Жуковском с 18 июля по 22 июля посетили 330 тысяч человек, данные приводит МВД России.
23.07.2017 РТВ-Подмосковье
Синоптики вновь обещают приход настоящего лета - Жуковский.LifeНа следующей неделе температура воздуха будет превышать +25 градусов Как сообщает GISMETEO, на следующей неделе в Московский регион наконец-то придет настоящее лето.
23.07.2017 Жуковский.Life
Новости Коломны   Корреспондент «КП» вспомнил время красных галстуков и загородных лагерей Фото (Коломна)   iz zhizni kolomnyi - KolomnaOnline.RuПамять долговечней предметов материального мира. Иных уж нет, но мы вновь и вновь воскрешаем утраченные образы, визуально сохранившиеся разве что на пожелтевших фотоснимках...
23.07.2017 KolomnaOnline.Ru
Митрополит Крутицкий и Коломенский Ювеналий освятил колокол на Соборной площади в Клину - Серп и МолотСегодня после окончания Божественной Литургии, последовавшей сразу после чина Великого освящения храма Воскресения Христова на Советской площади, митрополит Крутицкий и Коломенский Ювеналий вручил награды клинчанам,
23.07.2017 Серп и Молот
Федя сделал аргентинцу больно - Ока ИнфоМарина Овсянкина   На состоявшемся вчера в Москве Дне бокса преимущество серпуховича Фёдора Чудинова было очевидным   В минувшую субботу в центре столицы отгремело массовое спортивное мероприятие под названием "
23.07.2017 Ока Инфо