Простого наблюдения за нейтрино недостаточно, чтобы сделать выводы о свойствах квантовой гравитации, — следует найти признаки декогерентности. Путешествуя через пространство, нейтрино могут осциллировать, то есть менять свой сорт или аромат. Когерентность является фундаментальным свойством этих осцилляций: нейтрино не имеет определенной массы, но существует как квантовая суперпозиция трех различных массовых состояний. Когерентность сохраняет суперпозицию четко определенной, что позволяет колебаниям происходить регулярно и предсказуемо. Однако эффекты квантовой гравитации могут ослаблять или даже подавлять эти колебания. Такое явление называют декогерентностью.
«Существует несколько теорий квантовой гравитации, которые по-своему предсказывают этот эффект [декогерентности], поскольку утверждают, что нейтрино не является изолированной системой. Оно может взаимодействовать с окружающей средой, — пояснила Надя Лессинг из Института корпускулярной физики Университета Валенсии, автор исследования. — С экспериментальной точки зрения, сигналом для этого, как нам известно, будет подавление осцилляций нейтрино».
Это может произойти потому, что по пути к датчикам научно-исследовательской лаборатории KM3NeT на дне Средиземного моря нейтрино может вступать во взаимодействия с окружающей средой, в результате чего его осцилляции подвергнутся изменениям или будут подавлены. Однако анализ нейтрино, зафиксированных детектором ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss) лаборатории KM3NeT, не обнаружил признаков декогерентности.
Следовательно, если квантовая гравитация меняет осцилляции нейтрино, она делает это с уровнем интенсивности ниже нынешних пределов чувствительности приборов. Таким образом, благодаря исследованию были установлены более строгие верхние пределы силы этого эффекта, чем те, которые были определены предыдущими экспериментами с атмосферными нейтрино.
Кроме того, работа ученых подсказывает направление для будущих исследований в областях астрофизики и физики частиц, пишет EurekAlert.
Около полувека назад астрофизик Стивен Хокинг предположил, что Большой взрыв мог породить во Вселенной массу крошечных черных дыр, которые до сих не были найдены. Новые исследования указывают на то, что знаменитый ученый мог быть прав относительно природы ранней Вселенной.
