ニュートリノの「味」変化が宇宙の存在を説明できるかもしれない

日本の山奥、最新鋭の探知機の内部 スーパーカミオカンデだけでなく、彼の研究室でも フェルミ研究所 イリノイ州では、物理学者の国際チームが、宇宙で最も謎に満ちた粒子であるニュートリノの理解に進歩を遂げています。実験間の連携 ノバ 米国の研究チームと日本のT2Kは、物質とほとんど相互作用せずに物質中を移動できるこれらの粒子の挙動について、これまでに記録された中で最も正確な地図を作成した。

の ニュートリノ、しばしば「ゴースト粒子」と呼ばれるものは、私たちの周りにあります。太陽、原子炉、または遠く離れた宇宙の出来事から発生した、毎秒何十億ものそれらが私たちの体を通過します。それらは豊富に存在するにもかかわらず、依然として物理学の最大の謎の 1 つです。彼らの行動を理解すれば、なぜビッグバンの後、物質が相殺されるのではなく反物質よりも優勢になり、その結果、 宇宙 – そして私たちのものです。

この発見は、「中性振動」と呼ばれる現象、つまり「正体」や「風味」を変えるニュートリノの能力に焦点を当てている。電子、ミューオン、タウオンの 3 つの基本的なフレーバーがあり、ニュートリノは移動中に 1 つから別のニュートリノに変化します。

2 つの実験のデータを組み合わせると、 科学者 彼らは、これらの変化の頻度と条件を、これまでには達成できなかった詳細まで分析することができました。の ノバ T2Kはイリノイ州のフェルミ研究所からミネソタ州の巨大検出器にニュートリノビームを送信し、T2Kは対応するビームを東海から295キロメートル離れたスーパーカミオカンデに送信します。どちらのシステムも、ニュートリノがその経路に沿ってアイデンティティをどのように変化させるかを記録します。

データを統合することで、研究者らはさらに微妙な問題、つまりニュートリノと反ニュートリノの違いを調べることができました。これら 2 つの「バージョン」が同じように動作しない場合 (CP 違反と呼ばれる違反)、宇宙に反物質よりも多くの物質が含まれている理由が説明される可能性があります。ビッグバン後の最初の数秒で発生した小さな初期の非対称性が、すべての存在の運命を決定した可能性があります。

«ニュートリノは決して同じ状態を保たないため、魅力的です。」と彼女はコメントした ゾーヤ・ヴァラーリこの研究に参加したオハイオ州立大学の物理学者。 」動くたびに味わいが変わります。この振る舞いを理解することで、宇宙の物語を伝えるメッセージを解読しようとします。»。

この結果はまだ決定的な答えを提供していませんが、最古の宇宙論的パズルの 1 つを解くための重要な一歩となります。その後の実験、例えば、 砂丘 米国と ハイパーカミオカンデ 日本では、さらに強力なニュートリノビームとより長距離を使用して、ニュートリノと反ニュートリノの間に本当に測定可能な違いがあるかどうかを確認する予定です。

この進歩は、宇宙の起源を理解するための新たな道を開き、最も軽く最も神秘的な粒子の挙動が物理学の最大の謎への鍵を握っている可能性があるという考えを強化します。

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