🔬 Физики из коллаборации KM3NeT проверили один из принципов теории относительности по 5 828 нейтрино, зарегистрированным подводным детектором ORCA у берегов Франции. За примерно 17 месяцев наблюдений признаков нарушения лоренц-инвариантности не нашли. Даже шесть измерительных модулей позволили установить ограничения, сопоставимые с результатами более крупных и дольше работавших установок.
Лоренц-инвариантность означает, что законы природы одинаковы независимо от направления и скорости движения. Некоторые теории квантовой гравитации допускают нарушение этого принципа. Оно могло бы изменить нейтринные осцилляции — переходы нейтрино из одного типа в другой. Чем дальше летит частица, тем заметнее могло бы стать отклонение.
Команда изучила нейтрино, которые рождаются при столкновениях космических лучей с атмосферой и проходят сквозь Землю. Некоторые преодолели около 12 700 км. Детектор ORCA расположен в Средиземном море на глубине 2,4 км возле Тулона. Его датчики улавливают слабые голубые вспышки, возникающие при взаимодействии нейтрино с частицами в воде. Исследователи отбирали сигналы от частиц, летящих снизу вверх: Земля отсеивала мешающий поток других частиц из атмосферы.
Данные собрали в 2020–2021 годах. Осцилляции согласовались со стандартной физикой. Команда также получила первые прямые ограничения на нарушения, которые по-разному влияли бы на мюонные и тау-нейтрино. По нескольким параметрам результаты сопоставимы с ограничениями Super-Kamiokande за 12 лет и IceCube за два года работы полной установки. Работа опубликована 4 ноября в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
✅ Результат позволяет исключать теоретические модели, предсказывающие нарушения сильнее установленных пределов. Более слабые отклонения эта проверка не исключает. Сейчас в воде уже 44 модуля ORCA, а к 2030 году коллаборация планирует задействовать 108.
