Нейтрино — почти невесомые субатомные частицы, которые проносятся сквозь различные виды вещества, практически не вступая во взаимодействие с ним. Они возникают в большом количестве в результате астрофизических процессов, а астрономы используют огромные телескопы, чтобы изучать нейтрино, достигающие Земли. Команда профессора Чан Повэня задалась вопросом, может ли взрыв сверхновой запустить такое поведение у нейтрино, которое невозможно объяснить Стандартной моделью физики частиц.
Согласно этой модели, нейтрино участвуют только в слабом и гравитационном взаимодействиях. Однако во время коллапса сверхновых звезд плотность этих частиц может стать настолько выше, что они начнут отталкиваться друг от друга намного чаще, чем обычно. В таких условиях некоторые гипотезы предполагают наличие у них «повышенного самовоздействия» (vSI). Это воздействие может быть на порядки сильнее, чем слабое взаимодействие, и поэтому влияет на поведение нейтрино в таких сверхновых.
Для астрономов возможность наблюдать этот эффект появилась в 1987 году, когда детекторы зафиксировали 25 нейтрино из сверхновой SN 1987A, расположенной в Большом Магеллановом облаке. Однако в последующие десятилетия физикам не удалось вычислить наблюдаемые эффекты в сигнале нейтрино из SN 1987A, которые бы подтвердили гипотезу vSI, рассказывает Physics World.
Команда профессора Чана заново обратилась к этой проблеме, предположив, что нейтрино движутся наружу от молодой нейтронной звезды в центре сверхновой. В соответствии с законами релятивистской гидродинамики их расчеты показали, что vSI заставляет частицы действовать сообща, образуя плотную, тесно связанную и расширяющуюся жидкость.
Также ученые предположили, что это расширение следует двум возможным сценариям. В первом нейтрино вырываются наружу вместе со взрывом. В результате нейтрино разлетаются очень далеко от нейтронной звезды — то есть импульс будет виден астрономам дольше. Во втором случае, нейтрино движутся с постоянной скоростью и меньшей плотностью. Тут импульс будет короче.
Ученые надеются, что их идеи пригодятся другим астрофизикам в вычислениях, которые позволят идентифицировать следы vSI в данных SN 1987A.
С помощью искусственного интеллекта и данных, собранных обсерваторией IceCube в Антарктиде, ученые впервые проследили путь нейтрино, рожденных в Млечном Пути и нанесли эти частицы на карту галактики. Это первое изображение нашей галактики, сделанное чем-то помимо света.
