Галиевата аномалия – едно старо ново предизвикателство за цялата позната физика
Галият е занимателен материал. Той е корав, стига да не го взимате с ръце, тъй като се трансформира в течност заради относително ниската си температура на размразяване. За физиците един от двата постоянни изотопа на галия има и друго приложение: той може да се употребява за проучване на слънчевите неутрино.
Проблемът не е в галия. Стандартният модел на физиката на обикновените частици евентуално е една от най-хубавите теории, създавани в миналото от човешки мозъци, и въпреки всичко е стеснен. И ние сме наясно с това – просто не сме сигурни къде в действителност са границите и какво има оттатък тях. Тук се появява течният метал.
Ако атом на галий-71 взаимодейства с електронно неутрино, той се разпада на германий-71 и електрон. За разлика от галия, германий-71 не е постоянен и се разпада с интервал на полуразпад от 11,4 дни назад в галий – развой, който е по едно и също време комфортен и измерим.
Неутриното е странна дребна парченце. Съществуват три известни типа: електронно неутрино, мюонно неутрино и тау неутрино. Те са известни като аромати. Те нямат електрически заряд и имат толкоз дребна маса, че дълго време се смяташе, че е напряко нулева. Те могат също по този начин да прелитат необезпокоявано на междугалактически дистанции. През тялото ви всяка секунда минават 100 трилиона неутрино, само че вие не можете да ги усетите; взаимоотношението с неутрино е необичайност.
Те се получават при безчет физични събития, в това число при реакцията на термоядрен синтез в центъра на Слънцето. Но до момента в който пътуват, нещо се случва – те трансформират усета си и от електронно неутрино се трансформират в мюонно, в тау неутрино или противоположното. Съотношението на тези преобразувания е добре предсказано от наблюденията и теорията.
И точно тук идва комплицираното – тъй като опитите с галий не създават задоволително германий.
Подозрението, че се случва нещо необичайно, идва от резултатите на Съветско-американския опит с галий, който стартира през 1989 година и продължава десетилетия. Само две години по-късно в Италия стартира различен опит, наименуван GALLEX. И двата опита демонстрират дефицит на създадено количество германий. Ето това е галиевата особеност.
В следващо проучване, наречено BEST – Baksan Experiment on Sterile Transition (Експеримент на Баксан за безплоден преход), галият е подложен на неутрино благодарение на радиоактивен хром (който е натоварен източник на неутрино). Отново се оказа, че добивът на германий-71 е по-нисък от упования – сред 20 и 24%.
Друга опция беше фактът, че може би взаимоотношението сред неутриното и галия не е изцяло разбрано, само че то беше конкретизирано през 2023 година, без да се реши казусът с аномалията. Дръга опция беше интервалът на полуразпад на германий-71 – може би самото премерване на 11,4 дни не е било вярно. Но и това в последна сметка пропада като концепция след още опити и аномалията се резервира.
Вкусовете са три, само че въпреки всичко споменахме, че има ограничавания. Подозира, че има и други частици, и версия на неутриното, която взаимодейства единствено посредством гравитацията, може да е една от тях. Съществуването на стерилно неутрино с маса към 1/500 от тази на електрона беше отхвърлено от други опити. Но резултатите от BEST в действителност демонстрират, че масата му е по-голяма от упоменатата.
Но това не значи, че то е верният отговор. Възможно е в опитите да има и други особености, които учените да са разбрали неправилно. Или пък може да има напълно друго пояснение, което към момента изисква някаква физика отвън Стандартния модел.
Просто към момента не знаем, само че е в действителност очарователно, че подобен занимателен метал може да съдържа ключа към напълно нов метод за схващане на Вселената.
