Российские физики сузили границы поиска «скрытых миров»
Масштабное исследование, проведенное консолидированной группой российских ученых из ФИАН, ОИЯИ, НИЦ «Курчатовский институт», МФТИ и ИЯИ РАН, позволило провести один из самых точных в мире экспериментов по поиску крупномасштабных дополнительных измерений Вселенной. Используя прецизионный детектор DANSS, размещенный на Калининской АЭС, физики проанализировали массив из 5,8 миллиона событий взаимодействия антинейтрино. Несмотря на то что прямых доказательств существования многомерного пространства обнаружено не было, полученные данные установили максимально строгие ограничения на параметры таких моделей, практически исключив их как причину известных нейтринных аномалий. Подробности исследования представлены в научном журнале JETP Letters.
Загадка иерархии и многомерная Вселенная
Современная научная парадигма опирается на Стандартную модель, которая, при всей своей точности, не является исчерпывающей. Одной из главных проблем остается «проблема иерархии» — необъяснимая слабость гравитации в сравнении с электромагнитным, сильным и слабым взаимодействиями. Теоретики предположили, что мы можем жить на трехмерной «бране», погруженной в пространство с большим числом измерений. В рамках этой концепции гравитация кажется нам слабой лишь потому, что она свободно распространяется по всем измерениям, в то время как остальные силы «заперты» в нашем привычном мире.
Эта гипотеза, известная как модель Больших дополнительных измерений (LED), имеет прямое следствие для нейтрино. Предполагается, что эти частицы способны «ускользать» в скрытые измерения, становясь невидимыми для стандартных детекторов. Подобный эффект мог бы элегантно объяснить «реакторную» и «галлиевую» аномалии — дефицит антинейтрино, который фиксировался в ходе многолетних наблюдений по всему миру.
Уникальные возможности детектора DANSS
Для проверки этой смелой теории идеально подошел российский эксперимент DANSS (Detector of the reactor AntiNeutrino based on Solid Scintillator). Установка представляет собой кубический детектор объемом 1 м³, состоящий из 2500 сцинтилляционных модулей. Ключевое преимущество прибора — его мобильность и расположение.
Детектор установлен непосредственно под активной зоной реактора ВВЭР-1000, что обеспечивает плотный поток частиц и позволяет регистрировать до 5000 событий ежедневно. Подвижная платформа дает возможность менять расстояние до источника (от 10,9 до 12,9 метра), что критически важно для исключения систематических ошибок: сопоставляя спектры антинейтрино в разных точках, ученые получают чистый результат, не зависящий от теоретических неопределенностей потока реактора.
Итоги восьмилетнего мониторинга
Анализ данных, накопленных в период с 2016 по 2024 год, показал полное соответствие стандартной трехмерной модели мира. Признаков «утечки» нейтрино в иные измерения зафиксировано не было. Однако в фундаментальной физике отсутствие сигнала — это важнейший результат, позволяющий очертить «запретные зоны» для новых теорий.
«Наш эксперимент можно сравнить с поиском едва уловимого сигнала на фоне колоссального шума. Благодаря уникальной конструкции и расположению DANSS, мы смогли подавить этот шум и с беспрецедентной точностью определить области, где «новой физики» точно нет. Мы закрыли значительную часть параметров, которыми ранее пытались обосновать аномалии, тем самым отсекая ложные пути и фокусируя научный поиск на более перспективных направлениях», — отмечает Наталия Скробова, представитель кафедры фундаментальных взаимодействий и физики элементарных частиц МФТИ.
Новый взгляд на старые аномалии
Полученные результаты с уровнем достоверности выше 99% опровергают возможность объяснения нейтринных аномалий через простейшие модели с дополнительными измерениями. Это серьезный аргумент в пользу того, что причины расхождений в экспериментах кроются не в экзотическом устройстве Вселенной, а в неточностях текущих моделей ядерных процессов внутри реакторов.
Работа коллаборации DANSS демонстрирует триумф прецизионных измерений. Благодаря российским физикам границы познанного расширились, а область поиска «новой физики» стала значительно более узкой и конкретной.
Научный первоисточник: I. G. Alekseev et al., Search for Large Extra Dimensions in the DANSS Experiment, JETP Letters, 2025, Vol. 122, No. 1, pp. 1-7. DOI: 10.1134/S0021364025607110
