Аннотация:
Международная коллаборация KM3Net использует детектор нейтрино ORCA на дне Средиземного моря для проверки лоренц-инвариантности в теории относительности Эйнштейна. Исследовательская группа проанализировала данные наблюдений за 1,4 года и отобрала в общей сложности 5828 событий-кандидатов атмосферных нейтрино; результаты не обнаружили никаких признаков нарушения этой базовой симметрии, но установили новые экспериментальные пределы для нескольких возможных отклонений.
Лоренц-инвариантность является важной основой Стандартной модели физики элементарных частиц и общей теории относительности. Это означает, что законы физики не меняются, если наблюдатель движется с другой постоянной скоростью или в другом направлении. Некоторые теории квантовой гравитации полагают, что пространство и время не могут быть непрерывными в чрезвычайно малых масштабах и могут иметь небольшие отклонения. Точное измерение поведения нейтрино — один из способов найти ключ к разгадке этой новой физики.
Нейтрино редко взаимодействуют с веществом и могут проходить сквозь Землю почти бесследно; они также колеблются между разными «ароматами» во время своего распространения. Исследователи сравнили наблюдаемую энергию, направление прибытия и колебание нейтрино с теоретическими ожиданиями, чтобы найти аномалии, которые могут быть вызваны нарушением лоренц-инвариантности. В детекторе ORCA, который использовался на этот раз, было развернуто всего шесть блоков обнаружения, и он все еще был частично завершен.
Анализ не обнаружил доказательств разрушения лоренц-инвариантности, но предоставил конкурентные ограничения на конкретные эффекты, которые могут повлиять на колебания мюонных нейтрино и тауонных нейтрино. Исследование также впервые напрямую ограничило различия в диагональных коэффициентах нескольких ароматов в секторах мюонных и тауонных нейтрино. Исследовательская группа заявила, что, несмотря на ограниченный объем данных и масштаб детектора, результаты сопоставимы с результатами более длительных экспериментов IceCube и Super-Kamiokande.
По мере того, как ORCA расширяется и накапливает больше данных, команда надеется еще больше повысить точность измерений; Ожидается, что еще один набор детекторов нейтрино более высоких энергий KM3NeT/ARCA будет использоваться для изучения нейтрино от далеких небесных тел. Некоторые теории предсказывают, что отклонения от лоренц-инвариантности станут более выраженными по мере увеличения энергии частиц или расстояния распространения, но астрофизические нейтринные события, зарегистрированные в настоящее время ARCA, недостаточны для проведения такого анализа.
Комментарии