Megfejthették a neutrínók titkák

Harmadszor sikerült a tudósoknak tetten érniük, miként változik át a szellemrészecskének is nevezett neutrínó egyik fajtája a másikba. Az eredmény magyarázatot adhat az úgynevezett napneutrínó-problémára, arra a jelenségre, miszerint a detektorok kevesebb neutrínót érzékelnek, mint ezt a Nap működési modelljéből várható lenne. A kutatásokat az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) és az olaszországi Gran Sasso Laboratórium által végzett OPERA-kísérlet keretében végezték el.

A neutrínó a leptonok közé tartozó könnyű elemi részecskék egyik fajtája. Elektromos töltése nincs, semleges, emiatt elektromágneses kölcsönhatásban sem vesz részt. A csaknem zéró tömegű részecskéknek három fajtája ismert: elektron, müon- és tau-neutrínó. Nevük onnan ered, hogy a standard modell szerint mindegyik kapcsolatba hozható egy másik, negatív töltéssel rendelkező leptonnal: az elektronnal, müonnal és a tau-részecskével. Neutrínók többféle forrásból is származhatnak, megkülönböztetnek mesterséges, például atomerőművekből eredő, továbbá földi, légköri és napneutrínókat.

Egymásba alakulás

A tudósok kevesebb napneutrínót mérnek, mint ez várható lenne, és a fizikusok a hiányt a háromféle részecske átalakulásával (neutrínóoszcillációval) magyarázzák. Az elmélet szerint a neutrínók nem tűnnek el, csupán arról van szó, hogy a detektorok az egyik fajtát keresik, miközben a neutrínók más alakot öltöttek.

A neutrínóoszcilláció elméletének bizonyítására indították 2001-ben az OPERA-kísérletet. A CERN és az olaszországi Gran Sasso Laboratórium közös projektje a müon-neutrínók tau-neutrínóvá történő átalakulását vizsgálja. A Genf mellől indított müon-neutrínók 730 kilométeres utat tesznek meg a hegy gyomrában létesült olaszországi laboratóriumba, ahol egy 4000 tonnás detektor pásztázza a részecskéket. Tau-neutrínók után kutatnak, hiszen a Genfben indított részecskenyaláb kizárólag müon-neutrínókat tartalmazott.

Eddig két esetben 2010-ben és 2012-ben sikerült tau-neutrínókat megfigyelni, és a mostani eredmény igazolja a két korábbi mérés hitelességét. Antonio Ereditato, a Berni Egyetem fizikusa, az OPERA-kísérlet résztvevője szerint a tévedés valószínűsége egy a millióhoz.
A tudósok reményei szerint e kísérlet révén többet megtudhatnak a tau-neutrínók természetéről is, például sikerül meghatározni a tömegüket - olvasható LiveScience tudományos hírportálon.