По последним данным, в них существуют нейтринные реакторы, способные мгновенно поглотить любые нейтрино, — и таким образом стать источником новых частиц. Это открытие стало ключевым моментом в изучении нейтринной астрофизики, а также в поиске новых способов обнаружить темную материю, на которой держится наша Вселенная.
Реакторы, называемые нейтринными ловушками, стали использовать с конца 1950-х годов. Но до сих пор об их существовании было известно лишь случайно. В новой работе исследователи из Франции и США впервые выяснили, как именно они работают. Они показали, что нейтринная ловушка может работать, генерируя в пространстве около 10 15 нейтринок в секунду (миллиарды по сравнению с 10 в минус 18-й степени с). Даже если каждый нейтрин поглощается сразу при выходе из ловушки, как это обычно происходит, все равно остается достаточно много нейтринов, чтобы в нее можно было «нырнуть».
«Мы полагаем, что это — способ детектировать очень маленькие частицы, но мы пока не уверены, в чем именно заключается его суть», — говорит соавтор исследования Нелли Пернов (Nelly Pernin), физиолог из университета Гренобля (Франция).
Ученые использовали нейтринный детектор CMS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН (Европейская организация по ядерным исследованиям) на границе Швейцарии и Франции. Он состоит из множества детекторов длиной в несколько сотен метров, каждый из которых имеет частоту следования нейтриносов около 11 в минус 24-й.
В «пустом» пространстве детектора нейтрины рождаются, проходя через огромные протонные ловушки размером с футбольное поле. Приборы следят за тем, чтобы нейтринозы не попадали внутрь детектора и пересекали его. При этом происходит их взаимодействие с тяжелыми веществами, такими как уран, или с тяжелыми атомами, что может использоваться для регистрации нейтриногенных частиц.
Работа, представленная в журнале Physical Review Letters, опубликована в сборнике CAPS.
Ранее было найдено еще пять экспериментальных ловушек с нейтринонным полем в районе эксперимента CMS. Ученые планируют в ближайшее время провести для CMS эксперимент, который позволит повторить данные, полученные с нейтринным детектором в Цюрихе.
