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

В преддверии нового учебного года в Химках начала свою работу ярмарка, приуроченная ко Дню знаний.
18.08.2017 Администрация г. Химки
Подмосковных учителей физики обучат преподаванию астрономии - Ступинская панорамаПодмосковные учителя физики, желающие преподавать астрономию, смогут повысить квалификацию по программе, подготовленной Академией социального управления Подмосковные учителя физики, желающие преподавать астрономию,
18.08.2017 Ступинская панорама
Благотворители помогли собрать в первый класс маленьких подольчан - ТК Кварц  Первый раз в первый класс в 2017 отправятся около пяти тысяч маленьких подольчан.
18.08.2017 ТК Кварц
Уважаемые первокурсники и родители поступивших студентов! ">Сообщаем сведения о предоставлении мест в общежитиях университета «Дубна» на 18.08.2017 г. "> Заселение в общежития будет производиться по спискам с 30.08.
18.08.2017 Университет Дубна
В Люберцах откроется политическая библиотека на базе местного исполкома «Единой России» - Единая РоссияСеминар для молодежного крыла партии «Единая Россия» состоялся в местном исполкоме Член политсовета люберецкого отделения Партии,
18.08.2017 Единая Россия
Глава Волоколамского района Евгений Гаврилов проверил ход подготовительных работ зданий, в которых на время реконструкции будут учиться воспитанники школы №3 - Волоколамский районГлава Волоколамского района Евгений Гаврилов проверил ход подготовительных работ зданий, в которых на время реконструкции будут учиться воспитанники школы №3 Напомним,
18.08.2017 Волоколамский район
Обновленный Добродел жалобы - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Подготовка к Международному военно-техническому форуму «Армия-2017» активно ведется в Московской области, продолжается подготовка к началу нового учебного года.
18.08.2017 Правительство Московской области
Прием граждан по вопросам подготовки к новому учебному году - Долгие Пруды24 августа 2017 года с 10.00 в Министерстве образования Московской области,
18.08.2017 Долгие Пруды
15 выпускников школ Долгопрудного поступили в МФТИ в 2017 году - Долгие Пруды15 выпускников школ Долгопрудного поступили в этом году в МФТИ, - сообщил корреспонденту долгопрудненского информагентства представитель приемной комиссии ВУЗа «По итогам работы приемной комиссии  среди зачисленных на
18.08.2017 Долгие Пруды
Договор о целевом обучении 14 педагогов-целевиков в этом году заключен администрацией города с коломенским Государственным социально-гуманитарным университетом.
18.08.2017 Авиаград Жуковский
Политическая библиотека откроется на базе местного исполкома «Единой России» - Люберецкая газетаСеминар для молодежного крыла партии «Единая Россия» состоялся в местном исполкоме.
18.08.2017 Люберецкая газета
Тематический  прием  граждан - Серебряно-Прудский вестникВ соответствии с утвержденным губернатором Московской области графиком проведения тематических приемов граждан 24 августа 2017 года с 10.00 в Министерстве образования Московской области,
18.08.2017 Серебряно-Прудский вестник
Обновленный Добродел жалобы - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Подготовка к Международному военно-техническому форуму «Армия-2017» активно ведется в Московской области, продолжается подготовка к началу нового учебного года.
18.08.2017 Правительство Московской области
019.JPG - Администрация г. ДомодедовоВ МАДОУ детском саду №35 «Дельфин» и его филиале состоялись спортивно-познавательные занятия по пожарной безопасности «Пожарные – люди отважные».
18.08.2017 Администрация г. Домодедово
Прием граждан по вопросам подготовки к новому учебному году - Долгие Пруды
Прием граждан по вопросам подготовки к новому учебному году
24 августа 2017 года с 10.00 в Министерстве образования Московской области,
Долгие Пруды
Проблемы переезда вечерней школы в микрорайоне «Межшоссейный» обсудили в администрации Подольска - Подольский рабочий
Проблемы переезда вечерней школы в микрорайоне «Межшоссейный» обсудили в администрации Подольска
Перед началом учебного года планируется провести выездное заседание Общественной палаты городского округа Подольск, чтобы получить ответы на вопросы, поставленные членами Управляющего совета школы № 27.
Подольский рабочий
Подмосковных учителей физики обучат преподаванию астрономии - Ступинская панорама
Подмосковных учителей физики обучат преподаванию астрономии
Подмосковные учителя физики, желающие преподавать астрономию, смогут повысить квалификацию по программе, подготовленной Академией социального управления Подмосковные учителя физики, желающие преподавать астрономию,
Ступинская панорама
Две фуры столкнулись в Рузском округе - подробности - Красное знамяДва грузовика с полуприцепами столкнулись в лоб на шоссе Орешки – Онуфриево между деревнями Петряиха и Денисиха.
18.08.2017 Красное знамя
Ночной пожар на Дружбе. Эвакуировано 40 человек - Копейка17 августа, около 23.35 на технологическом балконе в д. 13 по ул. Дружбы на 9 этаже произошло возгорание.
18.08.2017 Копейка
Смертельные выходные в Подмосковье - Красное знамяПрошедшие жаркие выходные в Московской области вошли в печальную статистику рекорда смертей на дороге.
18.08.2017 Красное знамя
Внимание, розыск! - Газета Время
Внимание, розыск!
Отдел уголовного розыска межмуниципального управления МВД России «Щёлковское» разыскивает Циркунова Александра Валерьевича 2003 года рождения.
Газета Время
Два грузовика столкнулись в Рузском округе - подробности - Красное знамя
Два грузовика столкнулись в Рузском округе - подробности
Два грузовика с полуприцепами столкнулись в лоб на шоссе Орешки – Онуфриево между деревнями Петряиха и Денисиха.
Красное знамя
Мужчину и женщину, заблудившихся в лесу Рузского округа, нашли - Красное знамя
Мужчину и женщину, заблудившихся в лесу Рузского округа, нашли
Мужчина и женщина 63 лет 17 августа заблудились в лесу в четырех километрах от деревни Козлово Волковского территориального управления.
Красное знамя
«Досужие помыслы» vs библиотека - E-vanteevka.RuНачнем с того, что, собственно, от библиотеки ничего не останется. Даже названия.
19.08.2017 E-vanteevka.Ru
В Шаховской откроют памятник княгине, давшей имя городу - РТВ-Подмосковье19 августа в подмосковном посёлке Шаховская откроют памятник княгине Евгении Федоровне Шаховской-Глебовой- Стрешневой, в честь которой и получил имя населённый пункт.
18.08.2017 РТВ-Подмосковье
Школа искусств в Шаховской - Правительство Московской областиМероприятие состоится 19 авг.
19.08.2017 Правительство Московской области
Городская афиша с 21 августа по 27 августа - Долгие Пруды
Городская афиша с 21 августа по 27 августа
Мероприятия в Долгопрудном с 21 по 27 августа «ПАРК КУЛЬТУРЫ И ОТДЫХА» (ул.
Долгие Пруды
Нет описания - Газета Основа
Женский взгляд на огромный мир
Руководитель Наро-Фоминского отделения Союза художников Подмосковья Владимир Антонов, выступая на вернисаже, вспомнил слова Ницше, что «современное искусство должно базироваться на творческом чувстве как основании мироощущения».
Газета Основа
Три премьеры открывают новый театральный сезон 2017-2018 в Ковчеге - Копейка
Три премьеры открывают новый театральный сезон 2017-2018 в Ковчеге
Сергиево-Посадский театр-студия «Театральный ковчег» открывает XIII сезон тремя премьерами, созданными в рамках федерального проекта «Театры малых городов».
Копейка
Минтранс МО ожидает увеличения количества ДТП в выходные - ТК КварцУвеличение количества отдыхающих может сильно повлиять и на аварийность. Минтранс призывает водителей и пешеходов быть предельно внимательными, говорится в сообщении пресс-службы ведомства.
18.08.2017 ТК Кварц
"Неботерапия" для людей с инвалидностью пройдет в Рузском округе - Красное знамяБлаготворительный фонд "Подари Любовь Миру" запустил сбор средств на прыжки с парашютом и полеты на дельталетах для людей с ампутациями Благотворительный фонд "Подари Любовь Миру",
18.08.2017 Красное знамя
В Московской области прошел рейд по выявлению несанкционированных стоянок автобусов - Долгие ПрудыСегодня, 18 августа, в городском округе Красногорск впервые прошел совместный рейд сотрудников Управления регионального административно-транспортного контроля Министерства транспорта и дорожной инфраструктуры региона и У
18.08.2017 Долгие Пруды
День физкультурника в Егорьевске - Егорьевский Курьер
День физкультурника в Егорьевске
№ 33 от 16 августа 2017 г. Этот праздник традиционно отмечается во вторую субботу августа Спортивные мероприятия прошли на территории стадиона «Мещера», а также на других городских площадках.
Егорьевский Курьер
В Вялках пройдут игры 7-й Журналиады Подмосковья - Газета Родник
В Вялках пройдут игры 7-й Журналиады Подмосковья
19 августа с 12.00 в Военно-патриотическом центре «Офицерское собрание» (Раменский район, дер.
Газета Родник
В Балашихе отремонтировали дороги, отмеченные на интерактивной карте ОНФ - Газета Факт
В Балашихе отремонтировали дороги, отмеченные на интерактивной карте ОНФ
Активисты Общероссийского народного фронта, лидером которого является президент России Владимир Путин, добились ремонта нескольких участков дорог в городском округе Балашиха.
Газета Факт
Минтранс МО ожидает увеличения количества ДТП в выходные - ТК КварцУвеличение количества отдыхающих может сильно повлиять и на аварийность. Минтранс призывает водителей и пешеходов быть предельно внимательными, говорится в сообщении пресс-службы ведомства.
18.08.2017 ТК Кварц
Антимусорные рейды проводятся в Рузском округе - Красное знамяФото: Сергей Комашков В Рузском округе, как и по всему Подмосковью, проводятся антимусорные рейды.
18.08.2017 Красное знамя
Боеприпасы - Правительство Московской областиИсточник: ©, пресс-служба заместителя председателя правительства Московской области Дмитрия Пестова Порядка 300 боеприпасов времен Великой Отечественной войны обезвредили подмосковные взрывотехники с начала года,
18.08.2017 Правительство Московской области
Минэкологии Подмосковья и активисты ОНФ организовали антимусорный рейд в Ступине - Правительство Московской областиИсточник: Министерство экологии и природопользования Московской области В ходе антимусорного рейда в Ступине сотрудники Министерства экологии и природопользования Московской области и активисты Общероссийского народно
18.08.2017 Правительство Московской области
Примите участие в «ДоброДеле»: встречаемся 19 августа в 15.00 в Парке культуры и отдыха - Павлово-Посадские известия19 августа в Парке культуры и отдыха состоится фестиваль добра и друзей «ДоброДело».
18.08.2017 Павлово-Посадские известия