Телескоп KM3NeT/ORCA не нашёл нарушений лоренц-инвариантности в 5828 событиях нейтрино

Исследователи международной коллаборации KM3NeT проанализировали 5828 кандидатов в события атмосферных нейтрино, зарегистрированных подводным нейтринным телескопом KM3NeT/ORCA в Средиземном море, сообщает miragenews.com. Свидетельств нарушения лоренц-инвариантности они не нашли, но задали новые экспериментальные пределы на возможную величину таких эффектов miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗. Результаты опубликованы в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗.

Зачем проверять лоренц-инвариантность

Лоренц-инвариантность, то есть одинаковость законов физики во всей Вселенной, лежит в основе теории относительности Эйнштейна. Некоторые подходы к квантовой гравитации, которая должна согласовать общую теорию относительности с квантовой физикой, допускают, что пространство-время состоит из чрезвычайно малых дискретных элементов. Это могло бы приводить к нарушениям лоренц-инвариантности miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗.

«Мы до сих пор не знаем, непрерывно наше пространство-время или может быть дискретным», — заявила Альба Доми из Эрлангенского центра астрочастичной физики (ECAP), один из двух корреспондирующих авторов. Нейтрино редко взаимодействуют с веществом и могут преодолевать огромные расстояния, а в пути они меняют аромат — это явление называется нейтринными осцилляциями. Вероятность таких превращений можно предсказать с высокой точностью, поэтому отклонение от предсказания могло бы указывать на новую физику miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗.

Данные, пределы и детектор

Команда проанализировала 1,4 года данных, собранных первыми шестью детекторными единицами KM3NeT/ORCA. Наблюдаемые энергии и направления прихода нейтрино сравнивали с теоретическими предсказаниями miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗. Отсутствие сигнала не делает такие нарушения невозможными: результат лишь ограничивает величину определённых эффектов, не противоречащую наблюдениям miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗.

По словам авторов, пределы, полученные на ранней, неполной конфигурации детектора, конкурентоспособны с результатами давно работающих экспериментов IceCube и Super-Kamiokande. Среди них впервые получены прямые пределы на некоторые возможные эффекты, затрагивающие мюонный и тау-ароматы нейтрино и осцилляции между ними miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗. Лукас Хеннинг, аспирант ECAP и второй корреспондирующий автор, сказал, что с большим объёмом данных и расширением детектора можно будет искать ещё меньшие эффекты miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗.

ORCA находится примерно в 40 км от побережья Тулона (Франция) на глубине около 2450 метров и изучает атмосферные нейтрино. Второй детектор, ARCA, расположен у берегов Сицилии на глубине около 3500 метров и ориентирован на нейтрино гораздо более высоких энергий из астрофизических источников. Исследователи надеются распространить анализ на ARCA, но, как отметила Доми, астрофизических нейтринных событий для этого пока недостаточно miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗. Работа выполнена при поддержке стипендии Марии Склодовской-Кюри программы Horizon Europe miragenews.commiragenews.commiragenews.comОткрыть источник ↗.