Neutrino minimální standardní model

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. května 2021; kontroly vyžadují 3 úpravy .

Neutrinový minimální standardní model ( ang.  The Neutrino Minimal Standard Model ; používají se i zkratky νMSM nebo nuMSM ) je rozšířením Standardního modelu částicové fyziky přidáním tří (podle počtu generací ) pravých sterilních (neúčastnících se slabých interakce) neutrina s hmotnostmi nepřesahujícími elektroslabé energetické měřítko . Model poprvé navrhli v roce 2005 Takehiko Asaki (淺 賀 岳彦 Asaka Takehiko ) a Michail Evgenievich Shaposhnikov [1] . V tomto modelu je v rámci jednotného přístupu možné získat řešení problémů oscilací neutrin , temné hmoty a baryonové asymetrie Vesmíru [2] .

Hledat lehká sterilní neutrina

Výsledky experimentů při studiu oscilací neutrin jsou obecně dobře popsány schématem se třemi slabě interagujícími neutriny. Některé tzv. neutrinové anomálie však nelze v rámci tohoto přístupu vysvětlit a případně naznačují existenci alespoň jednoho dalšího neutrinového stavu (sterilního neutrina) o hmotnosti ~ 1 eV [3] .

  1. V experimentu s krátkými základními neutriny LSND ( Liquid Scintillator Neutrino Detector ) [4] , ve kterém bylo studováno míchání mionových antineutrin a elektronových antineutrin v důsledku oscilací , byl přebytek elektronových antineutrin na úrovni 3,8 σ byl nalezen pro poměr experimentální báze L k energii neutrin E/L ~ 1 eV² . Ověření tohoto efektu bylo provedeno v experimentu MiniBooNE ( Mini Booster Neutrino Experiment )  ( Illinois , USA) [5] , jehož výsledky obecně souhlasily s výsledkem LSND, nicméně citlivost dosažená v MiniBooNE nám neumožňovala jednoznačně potvrdit nebo vyvrátit výsledek LSND.
  2. Během měření s umělými zdroji neutrin v experimentech SAGE (sovětsko-americký experiment s galliem na Baksan Neutrino Observatory ) a GALLEX (experiment s galliem v Gran Sasso National Laboratory ) se ukázalo, že počet registrovaných událostí byl nižší, než se očekávalo. Statistická významnost efektu („galliová anomálie“) byla asi 2,9 σ .Tento deficit lze také vysvětlit oscilacemi mezi elektronovým neutrinem a sterilním neutrinem s Δm² ~ 1 eV² [6] [7] .
  3. V důsledku nového odhadu toku antineutrin z reaktorů [8] bylo zjištěno, že hodnota tohoto toku je přibližně o 3 % vyšší než předchozí hodnota dlouhodobě používaná v reaktorových experimentech. To vedlo k tomu, že toky neutrin naměřené v různých experimentech ve vzdálenostech ≤ 100 m od aktivní zóny reaktoru se ukázaly být menší než toky stanovené pro tyto vzdálenosti na základě [8] . Takový rozpor mezi předpovězenými a změřenými toky antineutrin lze vysvětlit vymizením antineutrin v důsledku oscilací s Δm² ~ 1 eV² . Tento efekt, jehož statistická významnost byla 2,8 σ , byl nazýván „anomálie reaktoru“. Další experimenty však tento efekt zpochybňují [3] .
  4. Nový experiment s neutriny BEST ( Baksan Experiment on Sterile Transitions ) ,  zahájený v roce 2019 na Baksan Neutrino Observatory a zaměřený na detekci domnělých neutrinových oscilací mezi elektrony a sterilními neutriny, podle předběžných výsledků účinek potvrzuje. K podzimu 2021 se statistickou významností blížící se 4 σ [9] .

Poznámky

  1. ↑ T. Asaka a M. Shaposhnikov.  νMSM , temná hmota a baryonová asymetrie vesmíru  // Physics Letters B : deník. - 2005. - Sv. 620 , č.p. 1-2 . - str. 17-26 . - doi : 10.1016/j.physletb.2005.06.020 .
  2. ↑ D. S. Gorbunov , Sterilní neutrina a jejich role ve fyzice částic a kosmologii Archivní kopie z 20. září 2015 na Wayback Machine // Uspekhi fizicheskikh nauk , 184 :5 (2014), 545-554
  3. ↑ 1 2 Jurij Grigorjevič Kudenko. Oscilace neutrin: nedávné výsledky a okamžité vyhlídky  // Uspekhi Fizicheskikh Nauk. — 2018-08-01. - T. 188 , č.p. 8 . — S. 821–830 . — ISSN 0042-1294 . - doi : 10.3367/ufnr.2017.12.038271 . Archivováno 8. října 2020.
  4. ↑ Aguilar A et al. Spolupráce LSND. (anglicky)  // Phys. Rev.. - 2001.
  5. ↑ A.A. Aguilar-Arevalo. Dodatek k MiniBooNE Run Plab. MinneBooNE Physics v roce 2006 . - Úřad pro vědecké a technické informace (OSTI), 2004-11-02.
  6. ↑ Abdurashitov JN a kol. Phys. Rev. // Phys. Rev.. - T. 73 .
  7. ↑ W. Hampel. Erste Sonnenneutrino-Messung durch GALLEX  // Physik Journal. — 1992-11. - T. 48 , č.p. 11 . — S. 901–905 . — ISSN 0031-9279 . - doi : 10.1002/phbl.19920481107 .
  8. ↑ 1 2 Stručná zmínka  // Americká literatura. — 01.01.2011. - T. 83 , č.p. 4 . — S. 885–888 . — ISSN 1527-2117 0002-9831, 1527-2117 . - doi : 10.1215/00029831-1437342 .
  9. ↑ Důvěra v existenci sterilních neutrin se zvýšila o jednu směrodatnou odchylku . N+ (12. října 2021). Získáno 12. října 2021. Archivováno z originálu dne 12. října 2021.

Odkazy