Обычно нейтрино выбивает из ядер атомов всего один протон. А вот из углерода в вашем организме — протон и нейтрон. Не пытайтесь вернуть потерянные нейтроны: быть может, именно они наведут нас на след загадочных превращений частицы.

Коллаборация MINERvA, работающая в Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (США), обнаружила, что наш старый знакомый нейтрино, возможно, более скрытен, чем мы о нём думали.

Обычно нейтрино проходит через толщу вещества — включая нашу планету — довольно легко, лишь изредка контактируя с ядрами атомов. Измеряя взаимодействие этой частицы со слоями разных материалов, физики использовали те или иные виды пластиков, и оказалось, что взаимодействие нейтрино с ядрами углерода в пластиковых слоях детектора не походило на то, что было при контакте с ядрами остальных атомов.

Рис. 1. Нейтринный детектор MINERvA, при помощи которого было обнаружено необычное взаимодействие нейтрино с углеродом в составе органических молекул. (Здесь и ниже иллюстрации Cindy Arnold).

Обычно при столкновении электронейтрального ядра атома углерода и такого же нейтрино образуются две противоположным образом заряженные частицы — протон (положительный) и мюон (отрицательный).

Но, согласно итогам экспериментов 2010 и 2011 гг., научный анализ которых завершён только сейчас, иногда ядро атома после удара нейтрино «выплёвывает» не один протон, а протон вместе с нейтроном. Причём для атомов углерода в пластиках такая ситуация складывалась в 25% случаев.

Иными словами, в «пластиках» вашего организма каждое четвёртое попадание нейтрино вышибает не только «положенный» протон, но и «сверхплановый» нейтрон.

Аналогичная ситуация складывалась и в опытах с антинейтрино. Похоже, в таких случаях нейтрино «воспринимало» нейтроны и протоны в ядре углерода как пары, а не по одиночке.

«Можно сказать, что ядро атома углерода в действительности состояло из шести протон-нейтронных пар, — поясняет Дебора Харрис (Deborah Harris), один из спикеров MINERvA. — То есть, когда было попадание в протон, его не избегал и нейтрон».

Как полагают учёные, происходящее может быть связано с нейтринной осцилляцией — не так давно открытой способностью нейтрино переходить из одного состояния в другое (скажем, было электронного нейтрино, а стало мюонное или таонное).

Отчёт об исследовании вскоре появится в журнале Physical Review Letters.