Фізики з експерименту PROSPECT завершили аналіз даних з компактного ядерного реактора в Ок-Ріджі і не виявили ознак перетворення електронних антинейтрино на стерильні. При цьому вченим вдалося виключити цілу область параметрів, у тому числі точку, раніше заявлену експериментом Neutrino-4 як свідчення про існування стерильних нейтрино. Робота опублікована у Physical Review Letters.
Стерильні нейтрино — гіпотетичні частки, які беруть участь у слабкому взаємодії, але теоретично можуть тимчасово перетворюватися на звичайні нейтрино і навпаки. Такий сценарій дозволив би пояснити кілька аномалій у даних різних нейтринних експериментів — зокрема, реакторну та галієву аномалії, де фіксувався дефіцит нейтрино порівняно з прогнозами. Пошук цих перетворень на коротких відстанях від джерела – один із найбільш прямих способів знайти стерильні стани. Зокрема, вчені з експерименту Neutrino-4 раніше повідомляли, що спостерігають осциляції, які з високою ймовірністю можуть свідчити про наявність стерильного нейтрино.
Однак фізикам з експерименту PROSPECT не вдалося побачити таких осциляцій. Вони проаналізували всі дані, зібрані до 2018 року на відстані 6,7–9,2 метра від компактного реактора HFIR у США за допомогою детектора, заповненого рідким сцинтилятором із додаванням літію-6. Вчені відбирали події зворотного розпаду бета — взаємодії антинейтрино з протоном. Вони застосували нову методику аналізу даних, яка дозволила використовувати більше даних порівняно з попередньою роботою, у тому числі із сегментів із частково працездатними фотодетекторами, та досягти високої точності за рахунок більш надійного поділу сигналів та фону.
Аналіз не виявив значного розбіжності з моделлю без осциляцій. Зокрема, точку, заявлену раніше в експерименті Neutrino-4, було виключено на рівні вище 5σ. Також повністю виключено всю область до 10 електронвольт у квадраті, яку допускає галієва аномалія. Таким чином, результати PROSPECT ставлять під сумнів інтерпретацію цих експериментів у термінах нейтрино стерильних.
Докладніше про стерильні нейтрино та про експерименти з їхнього пошуку читайте у нашому матеріалі «Чиста аномалія».
