EN

                НЕЙТРИНО:  И СКОРОСТЬ СВЕТА НЕ ПРЕДЕЛ?


      Не случайно проблемам физики нейтрино на физическом факультете традиционно уделяется большое внимание. Даже сейчас,  когда со дня на день на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе ожидается обнаружение хиггсовского бозона, нейтрино не перестаёт удивлять неожиданностью своих свойств.  К этой частице сейчас привлечено особое внимание как в широких научных кругах, так и в средствах массовой информации в связи с обнародованными 23 сентября в ЦЕРНе на специально проведенном научном семинаре результатами эксперимента ОПЕРА (OPERA Collaboration), которые показывают возможность движение нейтрино со скоростью, превышающей скорость света.
      Нейтрино является поистине одним из самых загадочных и уникальных объектов микромира.   Существование этой частицы было предсказано швейцарским физиком Вольфгангом Паули в 1930 году, который назвал частицу «нейтроном». В  1934 году Энрико Ферми построил первую теорию радиоактивного бета-распада, включив в рассмотрение новую частицу, которую и назвал  «нейтрино». 
      Несмотря на значительные усилия, предпринимаемые физиками  (как  экспериментаторами, так  и теоретиками) на протяжении уже более чем 80 лет, многие вопросы о свойствах частицы остаются открытыми.  Так, например, до сих пор для нейтрино неизвестна величина массы  – а ведь это является одной из главных характеристик любой элементарной частица.
      Объясняется это тем, что нейтрино является чрезвычайно «незаметной» частицей, крайне слабо связанной с другими элементарными частица.  Однако мы знаем, что нейтрино играет очень важную роль на всех этапах эволюции нашей Вселенной. Так,  без участия нейтрино невозможно объяснить:
1) процессы, происходящие на ранних этапах эволюции Вселенной,
2) механизмы остывания звезд,
3) образования и разнообразие химических элементов,
4) работу Солнца как генератора энергии, делающей возможным само наше существование на Земле,
и многое другое….
      Мы знаем, что нейтрино было всегда и присутствует поистине всюду! Если  взглянуть в прошлое и на настоящее Вселенной, то мы убеждаемся, что даже в сумме количество обычных частиц, таких, например, как электроны,  протоны  и  нейтроны  значительно меньше, чем количество нейтрино! Кажется удивительным, но это факт – в каждом  кубическом сантиметре здесь в нашем зале содержится примерно 300 нейтрино,  дошедших до нас от Большого взрыва.  В теле каждого из нас  - до 30 миллионов таких нейтрино. А ведь здесь есть ещё нейтрино  от Солнца, других  -земных -  источников, как то реакторы или ускорители элементарных частиц.
  Нейтрино неоднократно удивляло нас своими неожиданными и необычными свойствами.   И вот опять,  на научном семинаре в ЦЕРНе эксперимент ОПЕРА объявил, что наблюдается движение нейтрино со скоростью, превосходящей скорость света в вакууме!  В нейтринном детекторе ОПЕРА, который находится в Национальной (итальянской) лаборатории глубоко под землей в искусственно созданной пещере под горой Гран Сассо (что примерно в 120 км от Рима),  регистрируются мюонные нейтрино,  запускаемые из ЦЕРНа. 

      В эксперименте с большой точностью измеряется время, которое затрачивают нейтрино на преодоление расстояния в 732 км от ЦЕРНа до детектора в лаборатории Гран Сассо и определяется скорость движение нейтрино. Результат является поистине ошеломляющим: относительное превышение скорости распространении нейтрино над скоростью света равно
 ,

 а нейтрино приходит в детектор ОПЕРА на 60 наносекунд раньше по сравнению с тем, если бы нейтрино распространялось со скоростью света: 
 .


      Эти результаты, если они будут подтверждены в дальнейших исследованиях (желательно также и в других независимых экспериментах) будут иметь революционные последствия для всей физики элементарных частиц, для всей современной картины мира.  Ведь возможность сверхсветового распространения материальных  частиц  (или даже передачи информации)  требует кардинального переосмысления принципа причинности и, как следствие, других фундаментальных представлений о материи. 
  Фундаментальным проблемам физики нейтрино в МГУ традиционно уделялось большое внимание. Примечательно, что советский ученый (итальянского происхождения)  академик Бруно Максимович Понтекорво, который в 1957 годы выдвинул идею о возможности смешивания различных типов нейтрино и нейтринных осцилляций, с 1950 года жил в Дубне и работал в Объединенном институте ядерных исследований, также многие годы возглавлял кафедру физики элементарных частиц в МГУ и являлся членом Ученого совета физического факультета. Два других всемирно известных ученых, Станислав Павлович Михеев и Алексей Юрьевич Смирнов, внесших существенный вклад в решение проблемы Солнечных нейтрино (эффект резонансного усиления нейтринных осцилляций в веществе Михеева-Смирнова-Вольфенштейна) были студентами физического факультета МГУ.
      И сейчас физике нейтрино в МГУ уделяется большое внимание. Как иллюстрацию этого факта,  напомним, что ученые НИИЯФ МГУ участвуют в проведении эксперимента ОПЕРА, а руководитель данного эксперимента профессор Бернского университета Антонио Эредитато был только что у нас на физическом факультете и выступал 18 августа с большим докладом от имени своей коллаборации  на 15-й Ломоносовской конференции по физике элементарных частиц (слайды его доклада доступны для всех на сайте конференции www.icas.ru ).     В настоящем мы продолжаем эти традиции по обучению и проведению научных исследований в области физики нейтрино. С этой целью по приказам ректора и декана на физическом факультете в 2010 и 2011 годах проводились Международные школы по физике нейтрино и астрофизике. На физическом факультете функционирует Научно-образовательный центр «Лаборатория физики нейтрино и астрофизики имени Б.М.Понтекорво», который реализует научные и учебные проекты в данной области.  Приглашаем к нам всех интересующихся проблемами физики нейтрино.     

     Александр Студеникин,
профессор кафедры теоретической физики,
директор НОЦ «Лаборатория физики нейтрино и астрофизики имени  Б.М.Понтекорво»,
зам. декана физического факультета, ауд. 1-50, тел.: 939-16-17
     
     

Назад