Wetenschappers hebben het bewijs bevestigd van het mogelijke bestaan van een nieuw fundamenteel deeltje, het steriele neutrino. Dergelijke deeltjes interageren alleen door middel van zwaartekracht en niet door enige andere kracht in het standaardmodel van de deeltjesfysica.
Resultaten van het Baksan Experiment (BEST) bevestigen afwijkingen die zijn ontdekt in vroege experimenten met zonne-neutrinobronnen. BEST bestraalde een pot met gallium, een zilverachtig, zacht metaal dat vloeibaar is bij kamertemperatuur, met behulp van een bron van neutrino's met hoge intensiteit, geproduceerd door het verval van radioactief chroom. Neutrino's reageren in gallium en produceren de isotoop germanium-71. Deze isotoop kan uit gallium worden gewonnen en geteld.
De onderzoekers ontdekten dat de hoeveelheid germanium veel lager was dan verwacht op basis van wat er bekend was over de kernfysica. Wetenschappers ontdekten ook soortgelijke galliumafwijkingen in een precursorexperiment.
Uit het experiment bleek dat het 71-product van germanium 20 tot 24 procent lager was dan verwacht, gebaseerd op de kracht van de neutrinobron en het inzicht van wetenschappers in hoe neutrino's worden geabsorbeerd. Deze bevindingen druisen in tegen theoretische voorspellingen. Ze komen echter overeen met eerdere resultaten die wetenschappers een galliumafwijking noemen.
De onderzoekers verdeelden het doelwit in binnen- en buitendelen om te zoeken naar indicatoren van neutrino-oscillaties. Het is een bekend fenomeen dat elektronenneutrino's veranderen in een andere "smaak", zoals muon-neutrino's, vanwege het feit dat neutrino's massa hebben. De onderzoekers namen geen tekenen van deze oscillaties waar. De oorsprong van de anomalie blijft een mysterie.
BEST is een experiment dat zich anderhalve kilometer onder de grond bevindt in het Mount Buck Neutrino Observatorium in het Russische Kaukasusgebergte. Het doel is om defecten in elektronenneutrino's (NE) te onderzoeken die eerder zijn gerapporteerd in vier kalibratie-experimenten uitgevoerd door SAGE en de GALLEX Solar Neutrino Collaboration. In het onderzoek gebruikten de onderzoekers ongeveer 47 ton vloeibaar gallium (Ga) metaal, verdeeld in twee concentrische zones, als doelwit om neutrino's te absorberen via de reactie 71Ga(ne,e)71Ge. Ze plaatsten de chroom-51-neutrinobron in het midden van het galliumdoel en bestraalden twee gebieden tegelijkertijd. Omdat de neutrinopadlengte in elk gebied ongeveer één meter bedraagt, heeft BEST een hoge gevoeligheid voor oscillaties die op deze schaal optreden, wat overeenkomt met een verschil van ongeveer 1 eV2 in het kwadraat van de neutrinomassa (een zeer kleine orde van grootte in de wereld van de kernfysica). De onderzoekers maten de intensiteit van de neutrinobron met behulp van calorimetrie en andere methoden met een nauwkeurigheid van beter dan 1 procent. De minimumwaarde van de neutrino-absorptiedoorsnede wordt bepaald door de bekende elektronenvangstlevensduur van germanium-71.
Het voortduren van deze anomalie is verbijsterend. Het kan een onbekend experimenteel artefact aankondigen dat tot nu toe nog niet is ontdekt, of het kan een nieuwe natuurkunde inluiden die de onverwachte grote afwezigheid van neutrino's kan verklaren.
Samengesteld uit /ScitechDaily