Darbo hipotezės tvarka mokslininkai paskelbė nuostabų stebėjimą, kuris buvo atliktas naudojant neutrino detektorių „SuperKamiokande“. Per pastaruosius 18 metų surinktos informacijos analizė rodo, kad neutrinos, susidariusios dėl branduolinių reakcijų Saulės šerdyje, keičia savo bruožą ir pasiekia neapšviestą Žemės pusę.
Neutrinos yra kvantinio pasaulio vaiduokliai, neturintys elektros energijos. Jų masė yra labai maža, ir jie juda šviesos greičiu. Neutrinos taip silpnai sąveikauja su klausimu, kad jie gali pereiti per visą planetą iš vieno krašto į priešingą, nesusidūrę su nieko. Jie gali tik silpnai bendrauti.
Nors atrodo, kad tokios dalelių savybės neleidžia jo stebėjimui, fizikai sukūrė priemones įrašyti nematomas neutrino tiesiogines susidūrimas su sausumos medžiaga.
„SuperKamiokande“ detektoriaus atveju didžiulė kasykla, esanti po 300 kilometrų nuo Tokijo kalno, buvo pripildyta 50 000 tonų ultragarso vandens, o tūkstančiai detektorių buvo uždėti ant kasyklos sienų. Kartais, kai vyksta tiesioginis neutrino ir vandens molekulės susidūrimas, susidaro didelio energijos elektronas arba muonas. Dėl dalelių susidūrimų atsiranda Vavilovo - Čerkenkovo efektas. Šį trumpą elektromagnetinės spinduliuotės blykstę nustato jutikliai. Jei yra pakankamai didelės talpos su vandeniu, statistiškai tikėtina, kad užregistruotų susidūrimų skaičius bus pakankamas „neutrino teleskopui“ sukurti (nors techniniu požiūriu tai bus ne teleskopas, bet dalelių detektorius). Nepaisant to, kad visatoje šios neutralios dalelės yra gausios, mūsų kosmoso regione pagrindinis neutrinų šaltinis yra saulė.
Yra trys skirtingi neutrinų tipai, kurie skiriasi savo savybėmis: elektronu, tau ir muonu. Dėl kvantinio pasaulio keistumo neutrinai gali svyruoti, judėdami iš vieno tipo į kitą. Tokių svyravimų pobūdis dešimtmečius buvo atliktas daugelyje branduolinės fizikos srities tyrimų.
Labiausiai stebinantis faktas apie neutrino skonį yra tai, kad „SuperKamiokande“ sugeba užfiksuoti tik elektronų neutrinai. Ilgą laiką liko paslaptis, kodėl detektoriaus matymo lauke yra daug mažiau saulės neutrinų, nei prognozuoja mokslinis modelis. Pasirodo, kad elektronų neutrinai (kurių įrenginiai gali užregistruoti) kelyje per tarpplanetinę erdvę, virpesius muonuose ir tau neutrínose (kurių negalima aptikti), tai paaiškina skaičių skirtumus.
Mokslininkai teigia, kad maždaug pusė elektronų neutrinų, kurių energija yra 2 MeV ir mažesnė, keičia savo ypatumus nepasiekdami Žemės. Aukštesnės energijos neutrinos dar labiau pasitaiko. Tokia tendencija yra, kad kuo didesnė neutrino energija, tuo mažesnė tikimybė, kad bus aptikta dalelė. Toks keistas neutrino elgesys vadinamas „Mikheev-Smirnov-Wolfenstein“ efektu. 1986 m. Jį atrado sovietiniai fizikai Stanislavas Mikheevas ir Aleksejus Smirnovas, kurie atliko tyrimus, pagrįstus amerikiečių teoretiko Linkolno Volfenšteino kūriniais nuo 1978 m. MRV efektas taip pat rodo, kad virpesiai atsiranda priešinga kryptimi. Kai muonas ir tau neutrinos persikelia per mūsų planetą, jie gali bendrauti su elektronais tankios žemės medžiagos sudėtyje. Dėl to neutrinai gali grįžti prie elektroninio tipo. Ir atrodo, kad detektorius „SuperKamiokande“ sugebėjo išspręsti šį efektą.
Išnagrinėjus visus 18 metų stebėjimo metu surinktus duomenis, fizikai pastebėjo, kad naktį aptinkamų neutrinų skaičius padidėjo 3, 2%. Kai Žemės pusė, kurioje yra detektorius, nėra apšviestas saulės, dalelės turi prasiskverbti per planetą, kol jie pateks į savo regėjimo lauką. Po pietų saulės neutrinai pasiekia detektorių iš karto po to, kai jie užima tam tikrą atstumą erdvėje (ir 10-15 km nuo atmosferos). Viskas rodo, kad per mūsų planetą muon ir tau neutrinos veikia MW poveikis.
Nepaisant to, mokslininkai primygtinai ragina nepaaiškinti. Tokių išvadų statistinis reikšmingumas neleidžia juos vadinti atradimu, taip pat nesuteikia pagrindo juos laikyti galutiniu įrodymu, kad MW poveikis yra neutrino efektui. Tyrimų rezultatų statistinė reikšmė yra 2,7σ - tai yra, jie domina mokslo bendruomenę, tačiau jie negali būti laikomi atradimu. Apie atradimą galima kalbėti tik tada, kai statistinio reikšmingumo rodiklis pasiekia 5σ. Atrodo, kad norint pasiekti tokį koeficientą, mums reikia didesnio detektoriaus. Laimei, jau suplanuota „HyperKamiokande“ statyba, kuri gali netgi panaudoti neutrino kvapų pokyčius, kad būtų galima įvertinti akmens tankį.
„HyperKamiokande“ neutrino detektorius bus 25 kartus didesnis nei „SuperKamiokande“, kuris leis mums gauti daug daugiau duomenų “, - sakė Davidas Warkas, neutrino analitikas iš Oksfordo universiteto (kuris nedalyvavo šiame tyrime). „Nesu įsitikinęs, kad jo dydis bus pakankamas įvairių Žemės sluoksnių tankiui matuoti, atsižvelgiant į mokslo tikslumą, bet bet kuriuo atveju mes dirbame šia kryptimi.“
