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

Грандиозный проект МГИК «РОЗА ВЕТРОВ 2017» - МГИК24 июня 2017 года команда Московского государственного института культуры под руководством ректора Ивана Васильевича Лобанова с успехом организовали и провели праздник для выпускников школ Саратовской области «Роза ветров-2017».
25.06.2017 МГИК
Воробьев поблагодарил родителей выпускников Подмосковья за поддержку - Подольский рабочийГубернатор Московской области Андрей Воробьев поблагодарил родителей выпускников за поддержку ребят на общеобластном выпускном в парке «Патриот».
25.06.2017 Подольский рабочий
Общеобластной выпускной прошел 24 июня в парке «Патриот» - Жуковский.LifeИз Жуковского в мероприятии приняли участие 357 выпускников Общеобластной выпускной, который состоялся 24 июня в парка «Патриот» в Кубинке, собрал около 27 тысяч человек.
25.06.2017 Жуковский.Life
Губернатор поблагодарил родителей выпускников Подмосковья за поддержку - Правительство Московской областиГубернатор Московской области Андрей Воробьев поблагодарил родителей выпускников за поддержку ребят на общеобластном выпускном в парке «Патриот».
25.06.2017 Правительство Московской области
Областной выпускной «Взлетай!» собрал около тридцати тысяч выпускников - Павлово-Посадские известия24 июня впервые, по инициативе губернатора Андрея Воробьёва, в Московской области прошёл общеобластной выпускной «Взлетай!»,
25.06.2017 Павлово-Посадские известия
"Взлетай" -  космос как символ стремления к звёздам и покорения высот - Городские вестиИтак, 24 июня губернатор Московской области Андрей Воробьёв дал старт общеобластному выпускному вечеру, который проходил на территории Военно-патриотического парка культуры и отдыха ВС РФ «Патриот» в Одинцовском районе.
25.06.2017 Городские вести
1 - Единая Россия Королёв24 июня, в здании ЦДК им.М.И.Калинина, под девизом «Взлетай с нами!», состоялся выпускной бал для вчерашних школьников, которые с этого дня вступили во взрослую жизнь Перед началом торжественного мероприятия,
25.06.2017 Единая Россия Королёв
Школьники Химок приняли участие в праздновании масштабного общеобластного выпускного, который прошел в парке «Патриот» в Одинцовском районе.
25.06.2017 Администрация г. Химки
Выпускники Ленинского района 2017. Фоторепортаж (279 фото) - Vidnoe24.Ru23 июня на Советской площади города Видное и во Дворце спорта «Видное» прошел «Выпускной бал» выпускников 16-ти школ Ленинского района.
25.06.2017 Vidnoe24.Ru
Певица Эмма М пожелала выпускникам Подмосковья навсегда запомнить праздник в «Патриоте» - Подольский рабочийПевица, кумир молодежи Эмма М пожелала выпускникам навсегда запомнить праздник в парке «Патриот», где в субботу прошел общеобластной выпускной.
25.06.2017 Подольский рабочий
Kristina Si отметила, что космическая атмосфера царила на областном выпускном в «Патриоте» - Подольский рабочийКосмическая атмосфера царила на подмосковном выпускном «Взлетай» в парке «Патриот» В субботу в парке «Патриот» проходил областной выпускной «Взлетай».
25.06.2017 Подольский рабочий
Грандиозный проект МГИК «РОЗА ВЕТРОВ 2017» - МГИК24 июня 2017 года команда Московского государственного института культуры под руководством ректора Ивана Васильевича Лобанова с успехом организовали и провели праздник для выпускников школ Саратовской области «Роза ветров-2017».
25.06.2017 МГИК
CIMG1883.JPG - Администрация г. ДомодедовоС воспитанниками летнего оздоровительного лагеря МАОУ Зарёвской СОШ с УИОП была проведена учебная тренировка по экстренной эвакуации из здания школы при пожаре.
25.06.2017 Администрация г. Домодедово
Луховицкие школьники поделились впечатлениями от областного выпускного - Луховицкие вестиШкольники из городского округа Луховицы, побывавшие на общеобластном празднике выпускников «Взлетай», поделились с корреспондентом Луховицкого информагентства впечатлениями от мероприятия.
25.06.2017 Луховицкие вести
Областной выпускной «Взлетай!» собрал около тридцати тысяч выпускников - Павлово-Посадские известия
Областной выпускной «Взлетай!» собрал около тридцати тысяч выпускников
24 июня впервые, по инициативе губернатора Андрея Воробьёва, в Московской области прошёл общеобластной выпускной «Взлетай!»,
Павлово-Посадские известия
Первый областной бал выпускников стал событием - Люберецкая панорама
Первый областной бал выпускников стал событием
ЛЮБЕРЦЫ. 25  июня. INLUBERTSY.RU - Андрей Воробьев 24 июня собрал грандиозный  общеобластной выпускной бал на территории Военно-патриотического парка культуры и отдыха «Патриот»,
Люберецкая панорама
Выпускной за сотню километров от дома - Ока Инфо
Выпускной за сотню километров от дома
Савва Подъячев Фоторепортаж с главного школьного праздника в парке «Патриот» Тысячи уже бывших одиннадцатиклассников сегодня собрались в парке «Патриот» (близ Кубинки, Одинцовский район) на первый общеобластной выпускной.
Ока Инфо
Осторожно: водоём! - За новую жизньСейчас места отдыха на берегах рек и прудов  пустуют. Но тепло, наверное, всё-таки придёт, а с ним и желание искупаться.
25.06.2017 За новую жизнь
Подожгли две машины - Красное знамяДва автомобиля подожгли на минувшей неделе. 13 июня в полночь на Беляной Горе около дома №12 горел «Мицубиси».
25.06.2017 Красное знамя
С молотком на женщин и детей - Красное знамяНа приусадебном участке в деревне Крюково разразился скандал. 62-летний мужчина, выпив лишнего, угрожал родственнице и двум ее несовершеннолетним дочерям – сквернословил и замахивался на них сначала деревянной палкой,
25.06.2017 Красное знамя
ДТП с пострадавшими - Копейка
ДТП с пострадавшими
За период, с 16 по 23 июня текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 73 ДТП с материальным ущербом,  а также два происшествия, в которых пострадали люди.
Копейка
Шквал жалоб  и предложений - Красное знамя
Шквал жалоб и предложений
На портал «Добродел» за минувшую неделю поступило рекордное количество обращений – 273.
Красное знамя
Королёвские выпускники приняли участие в общеобластном выпускном "Взлетай" - Администрация г. КоролёвОколо 600 выпускников из наукограда,  их учителя и родители приехали в парк «Патриот» в Одинцовском районе, где в субботу прошел главный подмосковный выпускной.
25.06.2017 Администрация г. Королёв
День молодежи в Коломне украсили фестиваль красок и пенная дискотека - Администрация г.КоломнаОдним из самых ожидаемых событий празднования Дня молодежи в Коломне стал фестиваль красок «Холи».
24.06.2017 Администрация г.Коломна
Реконструкторы в Сергиевом Посаде воспроизведут оборону Брестской крепости - Правительство Московской областиВоенно-историческую реконструкцию обороны Брестской крепости в Белоруссии, посвященную 76-летию начала Великой Отечественной войны, проведут в Сергиевом Посаде,
25.06.2017 Правительство Московской области
Выставка «Летние каникулы» откроется в  галерее на Солнечной 27 июня - Авиаград Жуковский
Выставка «Летние каникулы» откроется в галерее на Солнечной 27 июня
Порядка 50 картин представлено на коллективной выставке «Летние каникулы» в галерее LINE ART , сообщила директор галереи Марина Грибова.
Авиаград Жуковский
Губернатор откроет праздник выпускников - Шаховские вести
Губернатор откроет праздник выпускников
Губернатор поздравит выпускников с праздником Губернатор Московской области Андрей Воробьев 24 июня в 19:00 даст старт общеобластному празднику выпускников «Взлетай».
Шаховские вести
Бал выпускников состоялся в ДС "Олимпийский" - Чехов сегодня
Бал выпускников состоялся в ДС "Олимпийский"
Традиционный бал выпускников Чеховского района состоялся во Дворце спорта «Олимпийский».
Чехов сегодня
Центр пляжных видов спорта открылся в Люберцах - Люберецкая газета24 июня, при поддержке комитета ФКиС и клуба «СССР» состоялось открытие «Центра пляжных видов спорта» в рамках празднования международного олимпийского дня, по адресу: Малаховка, пляжная зона Малаховского озера.
24.06.2017 Люберецкая газета
Казанское «Динамо» подтверждает статус фаворита - Газета Новости неделиВ Казани состоялся общий тур суперлиги чемпионата России по хоккею на траве.
25.06.2017 Газета Новости недели
Балашихинские «Медведи» обновили питчерскую горку - Газета ФактА также и все остальное на новой бейсбольной площадке в СШОР «Балашиха», которую юные бейсболисты вместе с родителями и сотрудниками школы обустраивали к Международному олимпийскому дню.
25.06.2017 Газета Факт
Велозаезд  Gran Fondo пройдет в Подмосковье - Люберецкая панорама
Велозаезд  Gran Fondo пройдет в Подмосковье
+ЛЮБЕРЦЫ. 25 июня. INLUBERTSY.RU - Стартует самый известный и популярный в мире шоссейный велозаезд  Gran Fondo, сообщает Люберецкое информагентство со ссылкой на сайт ИнфоЛюберцы.
Люберецкая панорама
Больше 80 человек приняли участие в казачьем бою  в Люберцах - Люберецкая панорама
Больше 80 человек приняли участие в казачьем бою  в Люберцах
ЛЮБЕРЦЫ. 25 июня. INLUBERTSY.RU - Лидер РосМолСпорта Московской области, куратор люберецкого отделения МОВПО «РУССКИЙ ЛАД» Сергей Агаджанян организовал мастер-класс по ножевому бою на стадионе «Торпедо» в  Люберцах,
Люберецкая панорама
Под  прицелом у прицепов - Газета Факт
Под прицелом у прицепов
Прицеп, оторвавшийся от грузовой «Газели», влетел в остановку общественного транспорта в подмосковной Балашихе, в результате инцидента пострадали три женщины, сообщает Life.
Газета Факт
Королёвские выпускники приняли участие в общеобластном выпускном "Взлетай" - Администрация г. КоролёвОколо 600 выпускников из наукограда,  их учителя и родители приехали в парк «Патриот» в Одинцовском районе, где в субботу прошел главный подмосковный выпускной.
25.06.2017 Администрация г. Королёв
Только вперёд! - Шатурский районПодходит к концу празднование первого единого выпускного в Московской области «Взлетай!».
24.06.2017 Шатурский район
Будем хранить память в наших сердцах - Котельники сегодняДень памяти и скорби, 22 июня, завершился общегородским концертом, посвященным событиям Великой Отечественной войны.
23.06.2017 Котельники сегодня
Мытищинцы отметили День памяти и скорби - Единая РоссияВ День памяти и скорби в 4 утра в Мытищах на Федеральном мемориальном кладбище и у мемориального комплекса «Вечный огонь» в центральном парке прошла акция «Свеча памяти» Почтить память павших и зажечь свечи памяти вме
23.06.2017 Единая Россия
Наша сила – в Памяти о героях - Долгие Пруды22 июня, ровно в 4 часа... 76 лет назад эти слова перечеркнули мирную советскую жизнь на «до» и «после».
22.06.2017 Долгие Пруды