Нейтрино напоминают невидимых танцоров, которые в полёте меняют маски. Три типа этих частиц — электронное, мюонное и тау-нейтрино — постоянно переходят друг в друга. Этот танец описывается сложной матрицей смешивания, и физики давно пытаются разложить её на простые движения.
Авторы новой работы пересобрали одно из таких разложений — TM1 — с помощью формализма «вкусового спина». Так они обнаружили ранее не замеченное почти-тождество в первом ряду матрицы смешивания нейтрино. Ключом оказалась конформная симметрия, которая царила во Вселенной до того, как хиггсовский механизм включил массы частиц. Эта симметрия похожа на идеально ровный лист бумаги: сгибы (массы) появляются позже, но узор сгибов помнит исходную плоскость.
Самый яркий результат — связь между CP-нарушающей фазой и тремя углами смешивания. Подставив экспериментальные данные, авторы получили значение фазы (19/12)π, то есть 285 градусов. С этим допущением все четыре параметра TM1 выражаются в радикалах — как √2 или √3. Это похоже на настройку музыкального инструмента: чистые тона (классические значения) отделяются от обертонов (квантовых поправок), и можно расслышать мелодию рождения массы.
Такой подход не просто даёт красивые числа. Он предлагает инструмент для разделения главного вклада в смешивание нейтрино и малых квантовых эффектов. Если удастся чётко отделить одно от другого, проступит механизм, который наделяет частицы массой — один из самых упрямых вопросов современной физики.
Если бы нейтрино имели нулевую массу, они бы никогда не превращались друг в друга — каждый тип летел бы сам по себе, как поезд по строго своему пути.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан-планета порождал нейтринные структуры, манипулируя превращениями частиц на субатомном уровне.