Хотя экспериментальных доказательств этому все еще нет, многие теоретические расширения стандартной модели физики предсказывают майорановскую природу нейтрино. Если эта гипотеза подтвердится, можно будет ответить на многие ранее оставшиеся без ответа вопросы о происхождении нашей Вселенной и происхождении материи.
650 метров экранирования
В эксперименте EXO-200 (Обсерватория обогащенного ксенона), который проводится в U.S. штат Нью-Мексико, на 650 метров ниже поверхности Земли, ученые ищут доказательства. Физики из исследовательской группы профессора Питера Фирлингера из кластерной вселенной Excellence в Technische Universitaet Muenchen внесли большой вклад в этот эксперимент.
Наиболее чувствительным методом экспериментальной проверки вопроса Майорана является поиск процесса, называемого «безнейтринный двойной бета-распад."Этот процесс представляет собой особый радиоактивный распад, который может происходить только в том случае, если нейтрино являются собственными античастицами.
Беспрецедентная точность
Эксперимент EXO-200 искал эти распады в течение нескольких лет. Из того факта, что ни один из этих распадов не был обнаружен, ученые теперь могут вывести нижний предел периода полураспада распада, составляющий по крайней мере 1025 лет — примерно на миллион-миллиардов лет больше, чем возраст Вселенной.
«Хотя это измерение достигает беспрецедентной точности, на вопрос о природе нейтрино все еще нельзя ответить», — говорит д-р. Майкл Марино, член исследовательской группы профессора Питера Фирлингера и ответственный за анализ опубликованных данных. "Вот почему этот открытый вопрос остается одним из самых волнующих вопросов в физике."
Этот результат демонстрирует высокую чувствительность детектора, а также будущий потенциал этого метода. Следовательно, измерения EXO-200 также являются основой для гораздо более крупного будущего эксперимента, который, наконец, сможет подтвердить или опровергнуть майорановскую природу нейтрино."
Международное сотрудничество
В эксперименте EXO-200 используется жидкий ксенон, обогащенный до 80.6 процентов ксенона-136 в российских центрифугах. Ксенон-136 — это изотоп, которому теория разрешает подвергаться безнейтринному двойному бета-распаду. Место проведения эксперимента на экспериментальной установке по изоляции отходов (WIPP) на глубине 650 метров под землей обеспечивает защиту от радиоактивных распадов и космического излучения.
EXO-200 — это результат сотрудничества исследовательских групп из Канады, Швейцарии, Южной Кореи, России и США; Technische Universitaet Muenchen — единственный немецкий партнер.