Неутриното в свръхновите може да е доказателство за съществуването на една съвсем нова физика

Неутриното, създадено по време на избухването на звездите, може да покаже на учените начина, по който да излязат извън пределите на Стандартния модел. До този извод са стигнали физици от Държавния университет на Охайо (САЩ). Тяхното изследване обяснява как това хипотетично взаимодействие влияе върху импулса на неутриното, генерирано в центъра на свръхнова звезда.

Неутриното е почти безтегловна субатомна частица, която преминава през различните видове материя, като почти не взаимодейства с нея. Те се образуват в големи количества при астрофизични процеси и астрономите използват огромни телескопи, за да изучават неутриното, достигащо до Земята. Екипът на професор Чанг Пауен се интересува дали избухването на свръхнова може да предизвика такова поведение на неутриното, което не може да бъде обяснено със Стандартния модел на физиката на елементарните частици.

Според този модел неутриното участва само в слабото и гравитационното взаимодействие. Но по време на колапса на свръхнова плътността на тези частици може да стане толкова висока, че те да започнат да се отблъскват много по-често от обичайното. При такива условия някои хипотези предполагат, че те имат „подсилено самовзаимодействие“ (vSI). Този ефект може да бъде на порядъци по-силен от слабото взаимодействие и следователно да влияе върху поведението на неутриното в подобни свръхнови.

Астрономите имаха възможност да наблюдават този ефект през 1987 г., когато детекторите регистрираха 25 частици неутрино от свръхновата SN 1987A, разположена в Големия Магеланов облак. През следващите десетилетия обаче физиците не успяха да пресметнат и обяснят наблюдаваните ефекти в сигнала на неутриното от SN 1987A, които биха потвърдили хипотезата за vSI, разказва изданието Physics World.

Екипът на професор Чан се е върнал към проблема, като е приел, че неутриното се движи навън от младата неутронна звезда в центъра на свръхновата. В съответствие със законите на релативистката хидродинамика изчисленията им показват, че vSI принуждава частиците да действат заедно, за да образуват плътна, плътно свързана и разширяваща се течност.

Учените също така предполагат, че подобно развитие на нещата следва два възможни сценария. При първия сценарий неутриното се изхвърля навън заедно с взривната вълна. В резултат на това неутриното лети много далеч от неутронната звезда – което означава, че импулсът ще бъде видим за астрономите по-дълго време. Във втория случай неутриното се движи с постоянна скорост и е с по-ниска плътност. В този сценарий импулсът ще бъде по-кратък и по-труден за улавяне.

Учените се надяват, че идеите им ще бъдат полезни за другите астрофизици при разчетите, които ще идентифицират следите от vSI в данните от свръхновата звезда SN 1987A.