Teleskop ORCA nie wykrył naruszenia niezmienniczości Lorentza — Live Science
Podwodny teleskop neutrinowy ORCA, zainstalowany na dnie Morza Śródziemnego 2,4 kilometra pod wodą w pobliżu francuskiego Tulonu, nie wykrył oznak naruszenia niezmienniczości Lorentza — jednej z podstawowych zasad współczesnej fizyki. Analiza danych z pierwszych sześciu jednostek detekcyjnych pozwoliła ustanowić ograniczenia porównywalne z wynikami znacznie większych i dłużej działających instalacji, informuje Live Science.
Test fundamentalnej zasady
Niezmienniczość Lorentza zakłada, że prawa natury mają taką samą postać niezależnie od kierunku i prędkości ruchu. Na tej zasadzie opierają się zarówno ogólna teoria względności, jak i Model Standardowy fizyki cząstek elementarnych.
Niektóre podejścia do grawitacji kwantowej, w tym określone wersje teorii strun i pętlowej grawitacji kwantowej, dopuszczają, że czasoprzestrzeń w niezwykle małych skalach może mieć strukturę dyskretną. W takim przypadku możliwe byłyby niezwykle słabe naruszenia niezmienniczości Lorentza.
Neutrina przeszły przez Ziemię
W celu przeprowadzenia testu naukowcy przeanalizowali 5828 neutrin atmosferycznych zebranych w ciągu około 17 miesięcy w latach 2020–2021. Te niemal bezmasowe neutralne cząstki powstają, gdy promienie kosmiczne oddziałują z atmosferą, a następnie mogą przejść przez Ziemię do detektora. Część neutrin w badaniu przebyła do 12 700 kilometrów — faktycznie całą średnicę planety.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Neutrina występują w trzech typach — elektronowym, mionowym i taonowym — a podczas ruchu przechodzą z jednego typu w inny. Badacze szukali odchyleń w tych oscylacjach, które mogłyby wskazywać na naruszenie niezmienniczości Lorentza. Zgodnie z wynikami analizy oscylacje odpowiadały przewidywaniom standardowej fizyki.
ORCA jest częścią teleskopu neutrinowego KM3NeT. Każda jednostka detekcyjna jest przymocowana do dna morskiego i zawiera 18 szklanych sfer z 31 czujnikami światła w każdej. Czujniki rejestrują słabe błyski niebieskiego światła, powstające podczas oddziaływania neutrin z cząstkami w wodzie. Obecnie w wodzie zainstalowano 44 jednostki detekcyjne, a do 2030 roku współpraca planuje aktywować 108.
Zespół uzyskał również pierwsze bezpośrednie ograniczenia dla wariantu możliwego naruszenia, w którym neutrina mionowe i taonowe zachowywałyby się inaczej. Następnie naukowcy planują przeprowadzić podobne poszukiwania na detektorze ARCA u wybrzeży Sycylii, przeznaczonym do rejestracji wysokoenergetycznych neutrin pochodzenia kosmicznego.
