Масса нейтрино не равна нулю

Большой международной группе ученых, проводивших серию экспериментов на нейтринном детекторе Супер-Камиоканде, расположенном в пригороде Токио (Япония), удалось получить доказательства того, что нейтрино обладают массой покоя. Об этом сенсационном открытии было объявлено 5 июня этого года на международной научной конференции "Нейтрино-98" в Японии.

Сущность открытия заключается в следующем. Нейтрино бывают трех типов — электронные, мюонные и тауонные, по названиям элементарных частиц, вместе с которыми они рождаются. Согласно "стандартной" физике, масса покоя нейтрино, как и фотона, равна нулю, а его тип никогда не меняется. Но по современным представлениям нейтрино способны осциллировать, то есть самопроизвольно переходить из одного типа в другой. Вероятность такого перехода пропорциональна квадрату разности масс нейтрино двух типов. Естественно, если обе массы равны нулю, то нулю равна и вероятность перехода. Таким образом, для доказательства наличия у нейтрино массы покоя достаточно зафиксировать сам факт осцилляции, хотя он и не дает ответа на вопрос о величине массы и о том, частицы какого типа тяжелее.

Именно наличие нейтринных осцилляций и были зафиксированы на детекторе Супер-Камиоканде. Космические лучи, сталкиваясь с земной атмосферой, порождают поток так называемых атмосферных нейтрино, в котором, согласно расчетам, должен преобладать мюонный тип. Ученым уже довольно давно известно, что в действительности мюонных нейтрино в этом потоке сильно недостает. Однако авторы открытия впервые доказали, что количество нейтрино не просто мало по сравнению с предсказаниями физики элементарных частиц, но еще и уменьшается при удалении от места их образования. Это означает, что по дороге они превращаются в нейтрино других типов. Каких именно, пока неясно.

Существование у нейтрино массы покоя имеет огромное значение для физики, в частности, для построения единой теории поля; но и астрономы также весьма заинтересованы этой проблемой. Дело в том, что нейтрино в огромном количестве заполняют космическое пространство, и если их масса действительно не равна нулю, то вполне возможно, что эти частицы составляют значительную, если не главную, часть так называемой скрытой массы Вселенной.