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

Депутаты отметили заслуги перед Дубной профессора Кекелидзе - OpenDubna.RuДиректор Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ Владимир Димитриевич Кекелидзе награжден почетным знаком «За заслуги перед Дубной».
23.09.2017 OpenDubna.Ru
Умные люди понимают, что лучше объединять усилия - OpenDubna.RuЗамминистра образования и науки Григорий Трубников считает, что наука и таланты наряду с технологиями тоже могут быть продуктами экспорта.
23.09.2017 OpenDubna.Ru
На базе Коломенского шахматного клуба открылась школа шашек - Коломенская правдаВ Коломне сегодня открылась школа шашек.  Обучение будет проходить на базе Коломенского шахматного клуба имени Анатолия Карпова.
23.09.2017 Коломенская правда
Церемония вручения памятных медалей - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Сергей Демянюк В Павловском Посаде к 80-летнему юбилею школы № 18 имени Николая Викторовича Менчинского совет учредил медаль за особые заслуги в честь ее первого директора,
23.09.2017 Правительство Московской области
  Более 200 учащихся сергиевопосадских школ приняли участие во всероссийском фестивале энергосбережения #Вместе ярче.
23.09.2017 Газета Вперёд
Неизвестная история античной нотной системы и христианского богослужения - Духовная академия28 сентября 2017 года по приглашению Регентской школы при МДА, при содействии НП "Императорское русское музыкальное общество",
23.09.2017 Духовная академия
Администрация и Управляющий совет Лицея Троицка утвердил требования к форме одежды учащихся: повседневная одежда должна соответствовать "деловому стилю", иметь черный, серый, темно-бордовый, темно-синий,
23.09.2017 Troitsk.Ru
Состоялось открытие XII городского Форума  «Юные таланты земли Серпуховской» - Администрация г. Серпухов21 сентября в парке имени Олега Степанова открылся XII городской Форум «Юные таланты земли Серпуховской».
23.09.2017 Администрация г. Серпухов
«Родному городу – с любовью» - в учреждениях образования отпраздновали День города - Администрация г. СерпуховВ преддверии Дня города в учреждениях образования прошли мероприятия, посвящённые празднику.
23.09.2017 Администрация г. Серпухов
Объявлены приказы первого этапа зачисления на программы магистратуры, на заочную форму, на бюджетные места - РГУТиСОбъявлены  приказы первого этапа зачисления на программы магистратуры, на заочную форму,
22.09.2017 РГУТиС
Четвертый год в рамках Международных Рождественских образовательных чтений Российский университет дружбы народов (далее РУДН) и Московская духовная академия (далее МДА РПЦ) проводят конференцию «Духовно-нравственная куль
22.09.2017 Духовная академия
Церемония вручения памятных медалей - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Сергей Демянюк В Павловском Посаде к 80-летнему юбилею школы № 18 имени Николая Викторовича Менчинского совет учредил медаль за особые заслуги в честь ее первого директора,
23.09.2017 Правительство Московской области
«Родному городу – с любовью» - в учреждениях образования отпраздновали День города - Администрация г. СерпуховВ преддверии Дня города в учреждениях образования прошли мероприятия, посвящённые празднику.
23.09.2017 Администрация г. Серпухов
Неизвестная история античной нотной системы и христианского богослужения - Духовная академия28 сентября 2017 года по приглашению Регентской школы при МДА, при содействии НП "Императорское русское музыкальное общество",
23.09.2017 Духовная академия
Орехово-зуевские студенты предложили спорт и искусство в качестве альтернативы наркотикам - Орехово-Зуевская правда
Орехово-зуевские студенты предложили спорт и искусство в качестве альтернативы наркотикам
Зональный семинар-практикум прошёл в Орехово-Зуевском железнодорожном техникуме в пятницу, 22 сентября,
Орехово-Зуевская правда
Всемирный день без автомобиля отпраздновали во второй школе - Газета Ключ
Всемирный день без автомобиля отпраздновали во второй школе
Здесь торжественно открыли автогородок, а школьников ждали интересные конкурсы в рамках мероприятия «Безопасное колесо».
Газета Ключ
«Школьным порталом» от «Ростелекома» пользуются более 1,5 млн жителей Подмосковья - Пущинская среда
«Школьным порталом» от «Ростелекома» пользуются более 1,5 млн жителей Подмосковья
Единая система учёта успеваемости учащихся в Московской области «Школьный портал» от «Ростелекома» работает с 1 сентября 2015 года.
Пущинская среда
В Подольске в результате ДТП пострадал ребенок - SMINEWS в ПодольскеФото: из открытых источников Сегодня в 17.50 на участке дороги от поселка Быковка в сторону М2 произошло ДТП с участием 3 автомашин, в результате которого пострадал ребенок — пассажир.
22.09.2017 SMINEWS в Подольске
Грузовик врезался в дерево. Водитель погиб на месте. - КопейкаЗа период, с 15 по 22 сентября текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 78 ДТП с материальным ущербом,  а также одно происшествие, в котором погиб один человек.
23.09.2017 Копейка
Ребенок пострадал в ДТП с участием трех машин - ТК КварцФото: огибдд мвд россии по г.о. подольск 22 сентября в 17.50 на участке дороги от п. Быковка в сторону М-2 "Крым" произошло ДТП с участием 3 автомашин, в результате которого пострадал ребенок.
23.09.2017 ТК Кварц
Чрезвычайные происшествия в Ступинском районе с 11 по 17 сентября - Ступинская панорама
Чрезвычайные происшествия в Ступинском районе с 11 по 17 сентября
С 11 по 17 сентября по линии Единой Дежурной Диспетчерской службы Ступинского района на номер «112» поступило 3538 звонков.
Ступинская панорама
Клинские полицейские задержали мужчину за неоднократное управление автомобилем в состоянии опьянения - Серп и Молот
Клинские полицейские задержали мужчину за неоднократное управление автомобилем в состоянии опьянения
18 сентября сотрудниками ГИБДД ОМВД России по Клинскому району у одного из домов в деревне Шарино за нарушение Правил дорожного движения был остановлен мотоцикл иностранного производства под управлением 33-летнего жителя
Серп и Молот
УФСБ России обнаружило амфетамин у люберчанки - Люберецкая панорама
УФСБ России обнаружило амфетамин у люберчанки
ЛЮБЕРЦЫ. 21 сентября. INLUBERTSY.RU – УФСБ России по городу Москве и Московской области во взаимодействии с сотрудниками полиции пресечена противоправная деятельность гражданки РФ Ивановой О.А.
Люберецкая панорама
Репертуар на октябрь в "Театральном Ковчеге" - КопейкаВ этот четверг, 21 сентября, вас ждет классика — «ОТЛИЧНАЯ ПАРТИЯ» /по комедии «Свадьба Кречинского»/ Актуальна ли классика сегодня?
23.09.2017 Копейка
Всё успевать! - Газета ФактДиректор краеведческого музея, открытого в 1970 году в г.Железнодорожном (ныне – микрорайон Балашихи), Наталия Александровна Сотникова хорошо известна не только в городе, но и за его пределами.
23.09.2017 Газета Факт
Зарайские библиотеки готовы к «Перезагрузке» - За новую жизньКак сообщила директор МБУК «Централизованная библиотечная система» Нина Косова,
23.09.2017 За новую жизнь
В 2016 году Коломенский район посетили 173 тысячи туристов - Коломенская правда
В 2016 году Коломенский район посетили 173 тысячи туристов
173 тысячи туристов посетили Коломенский район в 2016 году. По сравнению с цифрами прошлых лет, экскурсионный поток вырос на 15 процентов.
Коломенская правда
«Богатырские забавы» на Городке - Звенигородские ведомости
«Богатырские забавы» на Городке
На территории Звенигородского кремля (Городка) перед собором Успения Пресвятой Богородицы состоялся традиционный праздник «Богатырские забавы», который приурочен к годовщине победы русских воинов в битве на Куликовом поле.
Звенигородские ведомости
Лучший спасатель Подмосковья - Газета ФактВ целях повышения профессионального мастерства и выявления лучших работников противопожарно-спасательной службы Московской области 20 сентября на базе учебного центра ГКУ МО «Мособлпожспас» в Люберцах прошел смотр-конкур
22.09.2017 Газета Факт
Завтра отправляемся в Сокольники - ФК ХимкиВ воскресенье химчанам предстоит нанести визит второй команде московского «Спартака» в рамках 15-го тура ФОНБЕТ-Первенства России по футболу ФНЛ в Сокольники.
23.09.2017 ФК Химки
Воробьев 23 сентября откроет движение по дороге, связывающей комплексы «Шереметьева» - Дмитровский вестникГлава Подмосковья Андрей Воробьев 23 сентября примет участие в открытии движения по участку новой дороги, связывающей аэровокзальные комплексы «Шереметьево-1» и «Шереметьево-2» в Химках,
23.09.2017 Дмитровский вестник
Тренируйся... по интернету - Газета Маяк
Тренируйся... по интернету
Впервые Федерация Воркаут Пушкинского района присоединилась к областной онлайновой образовательно-тренировочной акции.
Газета Маяк
Три состязания по спортивному туризму на пеших дистанциях проходят в Щёлкове - Газета Время
Три состязания по спортивному туризму на пеших дистанциях проходят в Щёлкове
Спортсмены сегодня, 23 сентября и завтра покажут свою подготовку в кубке Московской области,
Газета Время
В Подмосковье впервые пройдут соревнования по детскому адаптивному роллер-спорту «Старты мечты» - За новую жизнь
В Подмосковье впервые пройдут соревнования по детскому адаптивному роллер-спорту «Старты мечты»
23 сентября в Одинцове, в парке отдыха имени Ларисы Лазутиной , пройдут первые в Московской области «Старты мечты» по адаптивному роллер-спорту для детей с ограниченными возможностями здоровья.
За новую жизнь
Чеховские управляющие компании показали технику на центральной площади города - Чехов сегодняВ субботу Чехов впервые присоединился ко всероссийскому Параду Коммунальной Техники – акции, проводимой под эгидой Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации.
23.09.2017 Чехов сегодня
В Жуковском прошла Спартакиада трудовых коллективов города - Жуковский.LifeПо итогам соревнований победу одержала команда МЧС 23 сентября, на спорткомплексе «Метеор» в Жуковском прошла Спартакиада трудовых коллективов города.
23.09.2017 Жуковский.Life
В Пушкино отметили Всемирный день без автомобиля - Газета МаякВ пятницу, в рамках Всемирного дня без автомобиля, пушкинская команда велоэкстремалов «УспехCru» устроила флешмоб в Центральном парке культуры и отдыха.
22.09.2017 Газета Маяк
С парада - на трудовой фронт - Газета МаякШумной колонной в 31 мотор завершился смотр техники коммунальных хозяйств, который накануне выходных состоялся на Советской площади.
22.09.2017 Газета Маяк
В акции «День открытых дверей» приняли участие 632 УК - Газета ФактВ акции «День открытых дверей в управляющих компаниях Московской области», которую 23 сентября подмосковная Госжилинспекция организовала в одиннадцатый раз, приняли участие 632 УК.
23.09.2017 Газета Факт