Рой светлячков почти не сталкивается, но синхронно меняет цвет, обмениваясь сигналами. Так ведут себя нейтрино в плотных потоках от коллапсирующих звёзд: они коллективно превращаются из одного типа в другой, хотя поодиночке взаимодействуют крайне слабо. Бардин, Купер и Шриффер когда-то показали, что электроны в металле могут образовывать пары и течь без сопротивления — это сверхпроводимость. А могут ли нейтрино, подчиняясь похожим законам, создавать такие же устойчивые дуэты?
В новой работе физики доказали: при обычных слабых взаимодействиях нейтринные пары не возникают. Для этого нужен резкий обрыв в распределении частиц по импульсам — как у электронов на поверхности Ферми в металле (уровень, выше которого все состояния пусты). Это похоже на трамвай, где все сидячие места заняты, а стоячие пусты, и граница между ними абсолютно чёткая. В реальном нейтринном облаке такой границы нет: частицы заполняют состояния плавно, без скачков. Но если энергию искусственно разбить на дискретные уровни, как в компьютерных симуляциях, появляются ложные обрывы, и модель предсказывает спаривание. Это всё равно что заменить холм ступеньками — на каждой ступеньке можно споткнуться, хотя настоящий склон гладкий.
Авторы предупреждают: дискретизация спектра в численных расчётах может обмануть, породив несуществующую сверхтекучесть нейтрино. В непрерывном пределе, как в настоящей физике, парные нестабильности исчезают. Так природа избегает «нейтринной свадьбы» — по крайней мере, в рамках стандартной модели.
Каждую секунду через ваш ноготь пролетает около ста миллиардов нейтрино от Солнца, но за всю жизнь лишь одно из них может провзаимодействовать с атомом вашего тела.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан демонстрирует коллективное поведение, напоминающее нейтринные осцилляции, где частицы синхронизируются без прямого контакта.