Осцилляции нейтрино: статус и перспективы исследований
С тех пор многие авторы внесли свой вклад в изучение возможных сценариев осцилляций, но наиболее систематически это сделали Понтекорво, Биленький и Петков, что нашло отражение в нескольких наиболее цитируемых обзорах. Хочется особо подчеркнуть важную роль, которую сыграл Самоил Михелевич Биленький как в разработке теоретического контекста и вариантов осцилляций, так и в бесконечной убежденности, что это явление существует, а впоследствии и в разъяснении деталей и приоритетов в истории этой научной идеи.
Принципиально революционным в идее осцилляций является то, что для существования этого явления нейтрино должны иметь ненулевые массы, в отличие от общепризнанной на тот момент формулировки теории с безмассовыми нейтрино.
Первые экспериментальные намеки на осцилляции нейтрино появились в экспериментах с солнечными нейтрино, где было обнаружено, что поток нейтрино от Солнца гораздо ниже ожидаемого. Для обнаружения нейтрино в эксперименте Homestake использовалась предложенная Понтекорво реакция Cl-Ar, которая имела порог по энергии нейтрино около 0,8 МэВ и, следовательно, регистрировала лишь очень небольшую часть потока нейтрино от Солнца.
Это вызвало некоторые сомнения: общепринятая солнечная модель может быть не настолько точной, чтобы предсказывать потоки в мельчайших подробностях, а наблюдаемое противоречие, возможно, связано с неопределенностью теории. Позднее подобный эффект наблюдался и в экспериментах GALLEX и SAGE, где использовалось другое изотопное превращение, Ga-Ge с порогом около 0,2 МэВ, что позволило детектировать значительную часть основной солнечной pp-реакции и, казалось бы, избавиться от сомнений в неопределенности предсказаний теории. Однако это предубеждение осталось, и нейтринные осцилляции не рассматривались как предпочтительная причина наблюдаемого дефицита.
Ситуация изменилась с появлением результатов экспериментов Super-Kamiokande (SK) и SNO, обнаруживших явления, полностью подтверждающие нейтринные осцилляции в атмосферных и солнечных нейтрино соответственно. Важность и уникальность нейтринных осцилляций были отражены в Нобелевской премии по физике 2015 г., присужденной Кадзите (SK) и Макдональду (SNO) «за открытие нейтринных осцилляций, которое показывает, что нейтрино имеют массу».
Теперь, примерно через 25 лет после публикации результатов SK и SNO, нейтринные осцилляции были подтверждены и изучены во многих экспериментах с различными методами детекторов и источниками нейтрино. Один из обзоров, подготовленный авторами из ОИЯИ (Л.Д. Колупаева, М.О. Гончар, А.Г. Ольшевский, О.Б. Самойлов), с описанием современного состояния и перспектив дальнейших измерений параметров осцилляций нейтрино появился недавно в УФН к 110-летию Бруно Максимовича Понтекорво.
А.Г. Ольшевский
