Нейтрино - это космические обманщики, которых, как это ни парадоксально, почти нет, но они смертельны для звезд, значительно более массивных, чем Солнце. Эти элементарные частицы бывают трех известных "разновидностей": электрон, мюон и тау. Каким бы ни был вкус, нейтрино, как известно, очень скользкие, и многое в их свойствах остается загадочным. Практически невозможно столкнуть нейтрино друг с другом в лаборатории, поэтому неизвестно, взаимодействуют ли нейтрино друг с другом в соответствии со стандартной моделью физики элементарных частиц, или существуют широко обсуждаемые "секретные" взаимодействия только между нейтрино.
Теперь команда исследователей из Сети нейтрино, ядерной астрофизики и симметрии (N3AS), в том числе несколько человек из Калифорнийского университета в Сан-Диего, с помощью теоретических расчетов показали, как коллапсирующие массивные звезды могут действовать как "нейтринный коллайдер". Нейтрино крадут тепловую энергию у этих звезд, заставляя их сжиматься и заставляя их электроны двигаться со скоростью, близкой к световой. Это приводит звезды к нестабильности и коллапсу
В конце концов плотность коллапсирующей звезды становится настолько высокой, что нейтрино попадают в ловушку и сталкиваются друг с другом. При чисто стандартных модельных взаимодействиях нейтрино будут иметь в основном электронный привкус, материя будет относительно "холодной", и в результате коллапса, вероятно, останутся остатки нейтронной звезды. Однако секретные взаимодействия, которые меняют вкус нейтрино, радикально меняют этот сценарий, производя нейтрино всех вкусов и приводя к "горячему" ядру, состоящему в основном из нейтронов, что может привести к образованию остатка черной дыры.
Предстоящий глубоко подземный нейтринный эксперимент Национальной ускорительной лаборатории Ферми (DUNE), возможно, сможет проверить эти идеи, как и будущие наблюдения нейтрино или гравитационных волн от коллапсирующих звезд.
Исследование, опубликованное 18 июня 2025 года в Physical Review Letters, проводилось под руководством исследователей Калифорнийского университета в Сан-Диего Анны М. Сулиги, Жюльена Фрусти, Лукаша Графа, Кайла Керера и Джорджа Фуллера, а также сотрудников из других учреждений. Их исследование частично финансировалось Национальным научным фондом (PHY-2209578 и PHY-2020275), Министерством энергетики (DE-AC02-07CHI11359) и Фондом Хейзинга-Саймонса (2017-228).
Комментарии