Обнаруженные датчиком частиц IceCube нейтрино подтверждают общую теорию относительности — Naked Science
18.07.2018
6 минут
Редакция
313

Обнаруженные датчиком частиц IceCube нейтрино подтверждают общую теорию относительности

Двенадцатого июля 2018 года ученые из нейтринной обсерватории IceCube объявили об обнаружении нейтрино высоких энергий. Это открытие в очередной раз подтвердило правоту самого известного физика ХХ века.

image_3152e-icecube-neutrinos1

Даже таинственные призрачные частицы, едва взаимодействующие с обычной материей, следуют общей теории относительности, в очередной раз подтверждая правоту Эйнштейна. На сегодняшний день эти высокоэнергетические субатомные частицы представляют наилучшее доказательство принципа Лоренца.

 

Принцип Лоренца – краеугольный камень теории относительности Эйнштейна, утверждающий, что все объекты следуют законам физики до тех пор, пока движутся с постоянной скоростью. Согласно одному из аспектов теории относительности, все объекты наблюдают одну и ту же скорость света, даже если они сами движутся с разной скоростью. Астронавт, движущийся со скоростью миллион километров в час, будет наблюдать ту же скорость света, что и улитка, переползающая тропинку в деревне. Они будут наблюдать свет, движущийся со скоростью 299 792 километров в секунду.

 

Однако ученые не прекращали испытывать теорию относительности Эйнштейна с 1905 года, с тех самых пор, когда он ее впервые опубликовал. В 1950-х годах, когда были открыты нейтрино, некоторые эксперты задались вопросом: соблюдают ли незаряженные частицы принцип Лоренца. Исследователи задумались, сможет ли таинственная сила, называемая нарушением Лоренца, заставить эти объекты изменить свое поведение, опровергая теории Эйнштейна.

 

Соотношение вероятностей перехода вертикальных нейтрино в горизонтальные в обсерватории IceCube / The IceCube Collaboration

 

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, ученые из Массачусетского технологического института в Кембридже и IceCube Collaboration на станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе обнаружили, что даже нейтрино подчиняются теории относительности.

 

После анализа данных, собранных за два года нейтринным детектором IceCube, весом в одну гигатонну, исследователи пришли к заключению, что никаких аномалий, указывающих на пренебрежение нейтрино законами Эйнштейна, не обнаружено.

 

«Мы искали отклонения, вызванные нарушением Лоренца, но не нашли,» – говорит ведущий автор, профессор физики в МТИ. «Это закрывает книгу возможности нарушения Лоренца для ряда нейтрино высоких энергий на очень долгое время».

 

При соблюдении принципа Лоренца исследователи могут предсказать степень колебаний нейтрино данной массы. Это означает, что нейтрино необходимо передвигаться на определенные расстояния прежде, чем он станет мюоном. Любого отклонения от этого принципа было бы достаточно, чтобы перевернуть теорию относительности Эйнштейна, по крайней мере, на уровне нейтрино.

 

Однако и это исследование, и его результаты стали выдающимися открытиями в мире науки, так как у исследователей впервые появилась возможность изучать нейтрино высоких энергий на Земле. И если бы нарушение Лоренца имело место быть, то его очень легко обнаружили бы на таких высоких энергиях.

 

«Нам удалось определить границы этого гипотетического поля, которые намного, намного точнее всех предыдущих», – говорит Конрад.

 

Напомним, что 12-го июля было объявлено о прорывном открытии в области астрофизики: об обнаружении источника нейтрино сверхвысоких энергий с помощью сверхчувствительного датчика нейтрино на нейтронной обсерватории IceCube, расположенной на Южном полюсе.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Вчера, 13:56
4 минуты
Илья Ведмеденко

Американские военные пришли к выводу, что новейший эсминец можно эксплуатировать в условиях больших волн. Безопасность корабля в значительной степени объясняется его конструкцией, обеспечивающей малозаметность.

Вчера, 13:05
3 минуты
Полина Гершберг

Ученые создали информационную панель, показывающую распространение китайского коронавируса по миру в режиме реального времени. Данные вносятся из подтвержденных источников — это поможет бороться с дезинформацией.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

24 января
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: