Долгое время учёные могли лишь предполагать, куда исчезают и откуда вдруг появляются нейтрино разного типа (электронное, мюонное и таонное). Во всём обвиняли так называемые осцилляции нейтрино (neutrino oscillation), но никто ранее не мог зарегистрировать их напрямую.
Неуловимые частицы (без заряда и почти без массы) совсем заморочили голову физикам. Они образуются в ряде ядерных реакций, при радиоактивном распаде и прошивают Землю насквозь практически без взаимодействия с веществом.
Учёные вроде бы поняли, как частицы рождаются. Но при этом в экспериментах их количество и соотношение часто не соответствует предсказанному. Потому возникло предположение о «невидимом» переходе между разными типами частиц (косвенные признаки его существования неоднократно фиксировали в самых разных опытах).
Нынешний эксперимент, проведённый на детекторе OPERA в Национальной лаборатории Gran Sasso, позволил увидеть переход напрямую. Физики использовали мюонные нейтрино, полученные в 730 километрах в Европейском центре ядерных исследований (CERN) при столкновении пучка протонов с куском металла.
Путешествуя по направлению исходного луча протонов, высокоэнергетические частицы через 2,4 миллисекунды попали на «кирпичики» OPERA. В случае если бы мюонное нейтрино поглотилось ядром свинца, был бы выпущен мюон. Если же мюонное нейтрино прежде превратилось в таонное, то был бы выделен тау-лептон. Именно его среди 6000 пойманных нейтрино (а это треть данных за 2008 год) и обнаружили исследователи.
Осталось насобирать достаточно таких событий, чтобы с уверенностью сказать, что учёные всё же были правы в своих догадках. К тому же новые поступления помогут понять, соответствует ли доля таких осцилляций предсказанной. (Узнайте также о том, как свойства нейтрино помогут изучить древнеримские слитки.)