Straw dog argument
Недавно я отметил, что у современной физики два самых популярных “соломенных пса”, которые, впрочем, без потери качества могут быть преобразованы в когтеточки для котов Шрёдингера: WTF-звезда Тэбби и WTF-двигатель EmDrive, в целом следующий идеям (но не объяснениям принципа работы) Роджера Шойера. Похоже, что в скором времени к ним может добавиться и третья мишень для дартса: стерильные нейтрино. Эта гипотетическая частица (или частицы, поскольку число их типов, в отличие от обычных нейтрино, теория не ограничивает) не участвует ни в каких взаимодействиях, кроме гравитационного, поэтому ее существование может быть обнаружено на современных ускорителях лишь косвенно, по аномалиям в нейтринных осцилляциях, либо астрофизически: стерильные нейтрино (и их суперпартнеры) выглядят перспективной альтернативой разношерстному выводку гипотетических WIMP-частиц темной материи.
В 1990-х сцинтилляционный детектор нейтрино в Лос-Аламосе зарегистрировал несколько более высокие темпы осцилляций между мюонными и электронными (анти)нейтрино, нежели диктует Стандартная Модель, но эксперименты на конкурирующих установках этих наблюдений не подтвердили. С целью дальнейшей проверки был запущен эксперимент MiniBooNE, в котором специально изучается квазиэластическое рассеяние мюонных (анти)нейтрино, генерируемых при взаимодействии бериллиевой мишени и протонного пучка с синхротронного ускорителя Fermilab Booster. Детектор нейтрино представляет собой сферу диаметром более 12 м, расположенную на расстоянии 541 м от бериллиевой мишени и заполненную 818 т сцинтилляционной среды — минерального масла с примесью флуоресцентного индикатора 2-(4-трет-бутилфенил)-5-(4-бифенил)-[1,3,4]оксадиазола. Отсчет вспышек излучения Черенкова и изотропной сцинтилляции ведется с помощью 1520 фотоумножителей, большая часть которых (1280) размещены внутри сферы.
Настало время подвести итоги первых пятнадцати лет работы детектора. За это время производительность источника нейтрино оставалась стабильной в пределах 2%, а средняя эффективность реконструкции событий для генерируемых в пределах сферы детектора вспышек составила 20%: неплохой для столь деликатных экспериментов результат. Наблюдалось превышение числа электронных (анти)нейтрино в целевом диапазоне энергий (200–1250 МэВ) над ожидаемым: 460.5±95.8, что соответствует уровню достоверности 4.8σ.
Комбинируя эти результаты с ранее накопленными в Лос-Аламосе, можно выйти на уровень достоверности 6.1σ, а это уже очень неплохая заявка на взлом Стандартной Модели. Классическая схема двунейтринных осцилляций νμ(-)→νe(-), не учитывающая промежуточного образования стерильных нейтрино или иных частиц за пределами СМ, дает в лучшем случае 20.1% вероятности такого избытка.
Остается напомнить, как в начале десятилетия спонтанным нарушением лоренцевой инвариантности в секторе стерильных нейтрино “при минимальных допущениях” объясняли исход знаменитого эксперимента OPERA. Впрочем, довольно быстро оказалось, что истинной причиной сверхсветового перемещения нейтрино из Женевы в Гран-Сассо стал отошедший из разъема оптический кабель. Разумеется, это вовсе не исключило потенциального существования стерильных нейтрино с требуемыми свойствами, расходящимися со Стандартной Моделью, но шумиха вокруг утекших в СМИ преждевременных интерпретаций эксперимента в русле сверхсветовой гипотезы вынудила двух руководителей лаборатории уйти в отставку и фактически разрушила их научную карьеру. Непредвзятый наблюдатель, движимый лишь интересами копенгагенской интерпретации, а не научной бюрократии, скорее всего придет к выводу, что они поторопились куда серьезней, чем на внесенные разболтавшимся кабелем GPS-синхронизатора 73 нс.
В случае эксперимента MiniBooNE сотрудники Fermilab, видимо, учли опыт незадачливых итальянских коллег и предлагают, например, поискать в аномальных нейтринных осцилляциях вклад от странствия через протяженные дополнительные измерения, при котором фермионы Стандартной Модели, в отличие от правоспиральных стерильных нейтрино, остаются прикованными к четырехмерной бране. Согласитесь, это более безопасная рыночная позиция, чем овербукинг на гиперлупе до Женевы или Марса.
LoadedDice
