Теория опровергла существование сверхсветовых нейтрино

Первое сообщение о мюонных нейтрино νμ, движущихся быстрее света в вакууме, было опубликовано коллаборацией OPERA в сентябре. Пучок частиц, отправляемых к детектору с расстояния в 730 километров, имел среднюю энергию в 17,5 ГэВ, и на этой энергии скорость нейтрино, как выяснили участники эксперимента OPERA, превышала световую приблизительно на 7,5 км/с. В ноябре исходные данные были перепроверены, но никаких серьёзных ошибок сотрудники OPERA не нашли.

Тем не менее, далеко не все теоретики соглашаются с тем, что в опыте действительно были зарегистрированы сверхсветовые нейтрино.

Американо-израильская группа решила проследить связь между сверхсветовым движением нейтрино и кинематикой распада пионов (пи-мезонов). Дело в том, что источником νμ, попадающих в детектор OPERA, становится суперпротонный синхротрон Европейской организации по ядерным исследованиям, который разгоняет протоны до 400 ГэВ и подаёт их на графитовую мишень, где рождаются пионы. Последние затем направляются в километровый тоннель и в полёте распадаются на νμ и мюоны.

Выполнив относительно простые расчёты, основанные на законах сохранения энергии и импульса для распадов, авторы показали, что получить сверхсветовые нейтрино, не нарушив известных современной физике законов, чрезвычайно трудно.

Руководитель исследования Раманат Коусик (Ramanath Cowsik) подчеркнул, что никаких претензий к коллаборации OPERA ученые не предъявляют, поскольку она тщательно проверяла свои данные и обнародовала их лишь тогда, когда испробовала все методы поиска ошибок. Тем не менее, считает он, какая-то ошибка всё же осталась незамеченной, и теперь всё физическое сообщество должно помочь OPERA в ее обнаружении.

Полная версия отчёта, подготовленного Коусиком и его коллегами, опубликована в журнале Physical Review Letters. Препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.