Физики нашли элементарную частицу, «размазанную» на 735 километров

Физики нашли элементарную частицу, "размазанную" на 735 километров© Fotolia/ AbstractUniverse

Физики нашли элементарную частицу, "размазанную" на 735 километров© Roy Kaltschmidt, Lawrence Berkeley National LaboratoryОбсерватории IceCube не удалось раскрыть тайну «стерильных» нейтрино

Кайзер и его коллеги выяснили, что осцилляции нейтрино нельзя описать, не используя законов квантовой механики, наблюдая за тем, что происходит с этими неуловимыми частицами при путешествии от их источника, излучателя NuMI, к детекторам MINOS в Лаборатории Ферми через половину территории США.

Во время этого «путешествия» часть нейтрино меняет свой тип, превращаясь, к примеру, из мюонного в электронное нейтрино. Так как MINOS вырабатывает исключительно мюонные нейтрино, с небольшой примесью электронной разновидности этих частиц, ученые могут следить за осцилляциями, замеряя доли электронных нейтрино на том и другом «конце».

Двойное существование

Изучая результаты подобных замеров, Кайзер и его коллеги натолкнулись на необычные и, как казалось на первый взгляд, необъяснимые расхождения в числе частиц, которые невозможно было описать при помощи классических физических теорий. Это натолкнуло их на мысль, что нейтрино могут находиться не в одном из двух состояний, а одновременно и в том и в другом, в виде квантовой суперпозиции.

Они проверили эту идею, используя неравенства Легетта-Гарга – особый набор уравнений и принципов, позволяющий определить, подчиняется ли тот или иной феномен законам классической физики, или же его можно объяснить только при помощи квантовой механики и  нелокального характера взаимодействий и поведения частиц. По своей сути, он является аналогом знаменитых неравенств Белла, доказывающих сюрреалистичность квантовой механики. Главным отличием неравенств Легетта-Гарга является то, что они работают на макро-, а не микроуровне.Физики нашли элементарную частицу, "размазанную" на 735 километров© Fotolia/ AbstractUniverseФизики приблизились к определению массы нейтрино

Анализируя поведение нейтрино с разными энергиями, ученые из MIT пришли к выводу, что эти частицы действительно вели себя так, если бы они находились в суперпозиции двух состояний – состояния «электронного нейтрино» и «мюонного нейтрино», каждое из которых мы можем случайным образом увидеть, замеряя свойства частиц. Это хорошо объясняет те странности в осцилляциях частиц, которые были зафиксированы детекторами MINOS.

«Людям не нравится квантовая механика по той причине, что, с одной стороны, она очень точно описывает процессы в микромире, но с другой, к ней «в нагрузку» идет весь этот багаж контринтуитивных и просто странных концепций. Поэтому мне нравятся такие эксперименты – нейтрино вели себя так же, как семья людей в дороге, двигаясь через те же города и места, что и мы. И даже в привычном нам мире мы все равно не можем отказаться от квантовой механики – нам реально удалось увидеть то, что квантовые эффекты работают на макромасштабах», — заключает Кайзер.

Источник: ria.ru

Добавить комментарий

*