Novos resultados científicos confirmam uma anomalia observada em experimentos anteriores, que podem apontar para uma nova partícula elementar ainda não confirmada, o neutrino estéril, ou indicar a necessidade de uma nova interpretação de um aspecto da física do modelo padrão, como o cruzamento de neutrinos seção, medido pela primeira vez há 60 anos. O Laboratório Nacional de Los Alamos é a principal instituição americana que colabora no experimento Baksan Experiment on Sterile Transitions (BEST), cujos resultados foram publicados recentemente nas revistas Physical Review Letters e Revisão Física C .
"Os resultados são muito empolgantes", disse Steve Elliott, analista-chefe de uma das equipes que avaliam os dados e membro da divisão de Física de Los Alamos. "Isso definitivamente reafirma a anomalia que vimos em experimentos anteriores. Mas o que isso significa não é óbvio. Agora existem resultados conflitantes sobre neutrinos estéreis. Se os resultados indicam que a física nuclear ou atômica fundamental é mal compreendida, isso também seria muito interessante. ." Outros membros da equipe de Los Alamos incluem Ralph Massarczyk e Inwook Kim.

A mais de uma milha de profundidade no Observatório de Neutrino Baksan, nas montanhas do Cáucaso, na Rússia, o BEST usou 26 discos irradiados de cromo 51, um radioisótopo sintético de cromo e a fonte de neutrinos de elétrons de 3,4 megacurie, para irradiar um tanque interno e externo de gálio, um , metal prateado também usado em experimentos anteriores, embora anteriormente em uma configuração de um tanque. A reação entre os neutrinos do elétron do cromo 51 e o gálio produz o isótopo germânio 71.

A taxa medida de produção de germânio 71 foi 20–24% menor do que o esperado com base na modelagem teórica. Essa discrepância está de acordo com a anomalia observada em experimentos anteriores.

O BEST baseia-se em um experimento de neutrino solar, o experimento soviético-americano de gálio (SAGE), no qual o Laboratório Nacional de Los Alamos foi um dos principais contribuintes, começando no final dos anos 80. Esse experimento também usou fontes de gálio e neutrinos de alta intensidade. Os resultados desse experimento e de outros indicaram um déficit de neutrinos de elétrons - uma discrepância entre os resultados previstos e os reais que veio a ser conhecido como "anomalia do gálio". Uma interpretação do déficit pode ser evidência de oscilações entre os estados de neutrino de elétron e neutrino estéril.

A mesma anomalia se repetiu no experimento BEST. As explicações possíveis incluem novamente a oscilação em um neutrino estéril. A partícula hipotética pode constituir uma parte importante da matéria escura, uma forma prospectiva de matéria que se acredita constituir a grande maioria do universo físico. Essa interpretação pode precisar de mais testes, no entanto, porque a medição para cada tanque foi aproximadamente a mesma, embora menor do que o esperado.

Outras explicações para a anomalia incluem a possibilidade de um mal-entendido nas entradas teóricas do experimento – que a própria física requer retrabalho. Elliott aponta que a seção transversal do neutrino do elétron nunca foi medida nessas energias. Por exemplo, uma entrada teórica para medir a seção transversal, que é difícil de confirmar, é a densidade eletrônica no núcleo atômico.

A metodologia do experimento foi minuciosamente revisada para garantir que não fossem cometidos erros em aspectos da pesquisa, como posicionamento da fonte de radiação ou operações do sistema de contagem. As iterações futuras do experimento, se realizadas, podem incluir uma fonte de radiação diferente com maior energia, meia-vida mais longa e sensibilidade a comprimentos de onda de oscilação mais curtos. + Explorar mais

Os resultados do experimento NEOS em neutrinos estéreis diferem parcialmente das expectativas teóricas