Теория больших дополнительных измерений рассматривалась как «палочка-выручалочка» для решения «проблемы иерархии» и других парадоксов физики элементарных частиц. Эксперимент, проведенный российскими учеными, продемонстрировал, что данная теория не соответствует реальности.
Революционный переход от «примитивной» физики Ньютона к релятивистской физике Эйнштейна не был легким. Добавление к трем видимым измерениям оси времени не смогло объяснить все сложности, обнаруженные в области элементарных частиц и высоких энергий. Одной из загадок, известной как «проблема иерархии», является неестественно большой разрыв между параметрами гравитационного взаимодействия (его проявления почти невозможно засечь на волновом и корпускулярном уровне) и тремя другими основными формами взаимодействия — электромагнитным, сильным и слабым. При этом сама по себе роль гравитации во Вселенной не оспаривается. Вопрос лишь в том, что никто до конца не понимает ее механизм.
Пытаясь разобраться в несоответствиях так называемой Стандартной модели, физики-теоретики выдвигали множество оригинальных, но чисто теоретических гипотез, не имеющих ни экспериментального подтверждения, ни убедительного опровержения. Одной из таких гипотез стала идея «больших дополнительных измерений» (Large Extra Dimensions или сокращенно LED). Согласно ней, помимо четырех наблюдаемых измерений во Вселенной существует конечное или бесконечное количество невидимых нам «альтернативных» областей, в которых каким-то образом «рассекается» гравитация и часть материи.
Группа российских ученых из Физического института имени Лебедева РАН, Объединенного центра ядерных исследований, Курчатовского института, МФТИ и Института ядерных исследований РАН впервые в мире осуществила масштабное многолетнее исследование, целью которого было экспериментальное подтверждение или опровержение теории LED. Результаты работы были опубликованы в журнале JETP Letters.
Эксперимент проходил непосредственно под ядерным реактором Калининской АЭС, который является мощнейшим источником различных элементарных частиц, включая нейтрино и антинейтрино. Последние, как полагают сторонники теории больших дополнительных измерений, должны были подтвердить ее. У нейтрино и антинейтрино практически нулевая масса, и они, в отличие от более «тяжелых» элементарных частиц, должны осциллировать через границы дополнительных измерений. Это должно было объяснить так называемые реакторный и галлиевый дефициты антинейтрино — в активных зонах реакторов и вблизи радионуклидных источников, особенно активных изотопов галлия, антинейтрино регистрировались в меньшем количестве, чем предсказывали расчеты. Куда они исчезали? Очевидно, они просачивались в скрытые измерения, утверждают сторонники теории LED.
Для проверки гипотезы ученые установили под реактором ВВЭР-1000 мощностью 3ГВт специально разработанный детектор антинейтрино DANSS (Detector of the reactor AntiNeutrino based on Solid Scintillator). Он представляет собой куб со стороной 1 метр, заполненный 2500 счетчиками, способными фиксировать гипотетические взаимодействия антинейтрино с «оболочками» дополнительных измерений, при которых образуется оптический фотон. Для минимизации статистических погрешностей детектор DANSS мог перемещ
Фото: hi-tech.mail.ru