Охота на стерильные нейтрино экспресс

Оригинал: "KATRIN Sensitivity to keV Sterile Neutrinos with the TRISTAN Detector Upgrade"
· H. Acharya, M. Aker, D. Batzler, A. Beglarian, J. Beisenkötter, M. Biassoni, B. Bieringer, Y. Biondi, B. Bornschein, L. Bornschein, M. Böttcher, M. Carminati, A. Chatrabhuti, S. Chilingaryan, B. A. Daniel, M. Descher, D. Díaz Barrero, P. J. Doe, O. Dragoun, G. Drexlin, E. Ellinger, R. Engel, K. Erhardt, L. Fallböhmer, A. Felden, C. Fengler, C. Fiorini, J. A. Formaggio, C. Forstner, F. M. Fränkle, G. Gagliardi, K. Gauda, A. S. Gavin, T. Geigle, T. Geier, S. Gentner, W. Gil, F. Glück, C. Goupy, R. Grössle, K. Habib, V. Hannen, L. Hasselmann, K. Helbing, S. Heyns, R. Hiller, D. Hillesheimer, D. Hinz, T. Höhn, A. Jansen, M. Kandler, K. Khosonthongkee, C. Köhler, J. Kohpeiß, A. Kopmann, N. Kovac, L. La Cascio, L. Laschinger, T. Lasserre, J. Lauer, T. L. Le, O. Lebeda, S. M. Lee, A. Lokhov, M. Mark, T. Marrodán Undagoitia, A. Marsteller, E. L. Martin, K. McMichael, S. Mertens, S. Mohanty, J. Mostafa, I. Müller, A. Nava, S. Niemes, I. Nutini, A. Onillon, D. S. Parno, M. Pavan, U. Pinsook, J. Plößner, J. M. L. Poyato, J. Ráliš, S. Ramachandran, C. Rodenbeck, M. Röllig, R. Sack, A. Saenz, R. Salomon, P. Schäfer, M. Schlösser, L. Schlüter, S. Schneidewind, U. Schnurr, J. Schürmann, A. K. Schütz, A. Schwemmer, A. Schwenck, J. Seeyangnok, C. Silva, F. Simon, J. Songwadhana, D. Spreng, W. Sreethawong, M. Steidl, J. Štorek, X. Stribl, M. Sturm, T. Stürwald, N. Suwonjandee, N. Tan Jerome, H. H. Telle, L. A. Thorne, T. Thümmler, K. Trost, K. Urban, K. Valerius, D. Vénos, P. Voigt, V. Wallner, C. Weinheimer, S. Welte, J. Wendel, C. Wiesinger, J. F. Wilkerson, J. Wolf, S. Wüstling, J. Wydra, W. Xu, G. Zeller
arXiv:2603.23256 · 2026-03-24 · CC BY 4.0 · 1 мин
Невидимые частицы могут выдавать себя крошечным изломом в энергии электронов.

Радиоактивный тритий распадается, и из него вылетает электрон. Его энергия почти всегда одинакова, но иногда — чуть-чуть меньше. Этот «недобор» может означать, что вместе с обычным нейтрино родилась другая, скрытая частица.

Стандартная модель описывает три типа нейтрино, но учёные подозревают, что есть и четвёртый — стерильный. Он не участвует ни в одном взаимодействии, кроме гравитации, поэтому его не поймать напрямую. Зато его можно вычислить по излому в спектре электронов: как если бы в ровной лестнице не хватало одной ступеньки.

Эксперимент KATRIN уже измерил массу обычного нейтрино, а теперь переключается на поиск стерильного. Для этого строят детектор TRISTAN — матрицу из кремниевых дрейфовых детекторов, способную считать электроны с огромной скоростью.

За четыре месяца работы KATRIN сможет заметить примесь стерильного нейтрино, даже если она составляет всего одну миллионную долю. Это в десятки раз лучше, чем предыдущие поиски.

Если излом найдётся, это будет первый реальный след частицы, из которой может состоять тёмная материя — невидимое вещество, удерживающее галактики вместе.

Стерильное нейтрино названо так потому, что оно «стерильно» по отношению к слабому взаимодействию — единственному, в котором участвуют обычные нейтрино.

Учёные
Paul DiracEmilio Gino SegrèFritz ZwickyDavid DeutschErwin SchrödingerJohn Stewart Bell
Понятия
Катрин тёмная материя из стерильных нейтрино нустар детектирование нейтрино килоэлектронвольт KM3NeT спектроскопия NV-центров в алмазе масса нейтрона дюна юнона кагра гипер-камиоканде милликельвин стерильное нейтрино лз