Международная команда ученых представила первые результаты одного из самых загадочных экспериментов в современной науке. В ходе анализа данных, собранных за период, эквивалентный двум тонно-годам, были уточнены границы возможного существования двойного безнейтринного бета-распада. Согласно опубликованным результатам, если этот процесс действительно происходит, то его частота не превышает одного случая на 50 септиллионов лет.
Глубоко под горой Гран-Сассо в центральной Италии физики продолжают работу в рамках проекта CUORE (Криогенная подземная обсерватория для редких событий). В эксперименте, направленном на поиск редчайшего ядерного процесса, принимают участие исследователи из Йельского университета и десятков других научных центров мира. Обнаружение безнейтринного двойного бета-распада способно коренным образом изменить фундаментальные представления о строении материи. Если обычный двойной бета-распад сопровождается испусканием двух антинейтрино, то его безнейтринная версия предполагает, что нейтрино является собственной античастицей, известной как частица Майораны.
Для фиксации столь редкого события ученые создали условия экстремальной чистоты. Детектор размещен под почти километровым слоем горных пород и дополнительно защищен от фоновой радиации свинцом, который был извлечен с борта римского корабля, затонувшего две тысячи лет назад. Несмотря на это, эксперимент сталкивается с фоновыми колебаниями, вызванными самыми разными причинами — от человеческих голосов до землетрясений и шума прибоя на побережье Италии.
Для решения этой проблемы команда разработала специальный алгоритм шумоподавления, который работает по принципу наушников с активным шумоподавлением, но в масштабах целой лаборатории. Профессор Йельского университета Рэйна Маруяма пояснила, что ученые сосредоточились на изучении внешних вибраций и научились математически вычитать их из полученных данных. Для этого было установлено более двух десятков сенсоров, измеряющих температуру, звук и электромагнитные помехи, что позволило системе отличать реальный сигнал от «шума».
Профессор Карстен Хигер из Йеля отметил, что фиксация безнейтринного двойного бета-распада станет прямым доказательством того, что нейтрино является частицей Майораны. Такое открытие могло бы объяснить, почему во Вселенной материи больше, чем антиматерии, и стало бы первым подтверждением существования физики за пределами Стандартной модели. Ученые уверены, что даже если сигнал не будет пойман, каждое новое измерение приближает их к разгадке одной из главных тайн мироздания.
