Физики из коллаборации IceCube не обнаружили влияния квантовой гравитации на параметры нейтринных осцилляций. Это усилило предел на подобное взаимодействие в 30 раз для энергонезависимых моделей. Статья опубликована в журнале Nature Physics.
Эта новость появилась на N + 1 при поддержке ежегодной Национальной премии в области будущих технологий «Вызов». В 2023 году ее присудили за ионный квантовый процессор, магниты из высокотемпературного сверхпроводника, вычислительные устройства на основе поляритонов и оптический транзистор, а также открытия, позволившие создать новые подходы для лечения заболеваний мозга
Создание непротиворечивой и полной теории квантовой гравитации — одна из важнейших задач современной физики. Один из центральных вопросов при работе над этой теорией — проявляет ли метрика пространства-времени квантовые флуктуации, как у остальных квантовых полей. На масштабах ниже планковской энергии это море квантовой пены пространства-времени может вызвать небольшие изменения эволюции состояний движущихся частиц во времени. Экспериментальная проверка этих небольших нарушений на уровне одиночных частиц может помочь ученым в поиске квантовой гравитации.
Нейтрино, взаимодействуя с квантовыми флуктуациями пространства-времени, могут частично потерять квантовую когерентность. Это должно проявляться отклонением от ожидаемой картины нейтринных осцилляций на больших расстояниях и высоких энергиях.
Именно такие нарушения искали физики в эксперименте IceCube. Ранее коллаборация IceCube уже искала влияние квантовой гравитации на характеристики галактических нейтрино высоких энергий. На этот раз ученые проанализировали данные по регистрации атмосферных нейтрино в диапазоне 0,5–10 тераэлектронвольт. Однако физикам не удалось обнаружить никаких отклонений от ожидаемого поведения нейтрино.
Это позволило ученым усилить для энергонезависимых моделей предел на параметры подобных взаимодействий в 30 раз по сравнению с результатами предыдущих экспериментов. Для эффектов декогеренции, зависящих как квадрат энергии частиц, новые ограничения на шесть порядков превысили предыдущие измерения.
Физики в очередной раз использовали нейтрино, чтобы сузить область параметров, подходящих для описания физических процессов. Например, ранее ученые установили новый предел на рассеяние реакторных антинейтрино, вплотную приблизившись к теоретическому предсказанию.