Галієва аномалія: як незвичайний і високоцінний метал ставить під сумнів усталені фізичні теорії.

Уже кілька десятиліть фізики не можуть розв'язати загадку, яка пов'язана з галієм і нейтрино.

Галій є надзвичайно цікавим металом. У твердому стані він залишається до того моменту, поки його не покласти на долоню. Цей метал розплавиться, адже його температура плавлення становить близько 30 градусів Цельсія. Галій належить до найбільш дорогих металів: вартість за тонну може досягати півмільйона доларів, а іноді навіть перевищувати мільйон. Фізики застосовували один зі стабільних ізотопів галію в різних експериментах для дослідження сонячних нейтрино. Вчені виявили аномалію, яка ставить під сумнів сучасні уявлення у фізиці, повідомляє IFLScience.

Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб бути в курсі найсвіжіших та найцікавіших новин зі сфери науки!

Стандартна модель фізики елементарних частинок, яка описує всі відомі частинки, все ж має свої обмеження. Передбачається, що вона може бути неповною й існують невідомі поки що частинки.

Нейтрино представляє собою одну з найбільш загадкових елементарних частинок. На сьогодні відомо три різновиди нейтрино, також відомі як аромати: електронне нейтрино, мюонне нейтрино та тау-нейтрино. Ці частинки не мають електричного заряду і їхня маса настільки мала, що довгий час вважалося, що вони взагалі не мають маси.

Нейтрино безперешкодно пролітають крізь будь-які об'єкти у космосі, оскільки їх взаємодія з матерією надзвичайно рідкісна. Щосекунди через ваше тіло проходить близько 100 трильйонів цих частинок, але ви цього навіть не помічаєте.

Нейтрино генеруються під час різних астрофізичних явищ, зокрема через термоядерний синтез у надрах Сонця. Проте, під час подорожі через космос, з цими частинками щось відбувається. Вони змінюють свої "аромати". Частинки можуть перетворюватися з електронних нейтрино на мюонні нейтрино, на тау-нейтрино або у зворотному напрямку. Співвідношення цих переходів добре узгоджується із спостереженнями та теоретичними передбаченнями.

Якщо ізотоп галію-71 взаємодіє з електронними нейтрино, він розпадається на германій-71 і електрон. На відміну від галію, германій-71 нестабільний і розпадається з періодом напіврозпаду 11,4 дня назад у галій. І ось тут все стає складніше. Тому що багато експериментів з галієм за останні 35 років показали, що під час взаємодії з нейтрино не виробляється достатньо германію. Це називається аномалія галію.

Фізики вважали, що можливо, вони не повністю розуміють взаємодію між нейтрино і галієм. Хоча поліпшити це розуміння вдалося у 2023 році й аномалія так нікуди й не поділася.

Висунуто гіпотезу, що Стандартна модель фізики елементарних частинок може упускати ще один вид нейтрино. Ймовірно, існують нейтрино, які взаємодіють з матерією виключно через гравітацію. Незважаючи на те, що наявність стерильного нейтрино ще не підтверджена, це не виключає можливості його існування.

З іншого боку, фізики сумніваються, що розгадкою аномалії галію може бути стерильне нейтрино. Існує ймовірність, що під час експериментів науковці не взяли до уваги певні фізичні особливості або ж неправильно їх трактували.

А може бути зовсім інше пояснення, яке виходить за межі Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Поки що ця загадка залишається нерозкритою, але дивно, що цікавий метал галій може містити ключ до абсолютно нового способу розуміння Всесвіту.

Фокус також повідомляв про те, де насправді знаходиться центр нашого Всесвіту. Для коректної візуалізації простору люди часто потребують центральної точки. Але чи існує центр у нашого Всесвіту? У певному сенсі так, але це поняття набагато складніше, ніж здається на перший погляд.

Фокус також повідомляв про відкриття фізиків, які виявили, що за певних, надзвичайно екстремальних умов вода може перетворюватися з рідкого стану в твердий навіть за дуже високих температур.