«Нейтрино играет очень большую роль в жизни Вселенной»

Нобелевскую премию по физике присудили за открытие массы элементарных частиц нейтрино. Канадец Артур Макдоналд и японец Такааки Кадзита исследовали превращение трех видов таких частиц друг в друга. Нейтрино считаются бесструктурными частицами, поэтому определить их точную массу нельзя. Однако превращение одного вида нейтрино в другой были бы невозможны при нулевой массе. Этот процесс называют осцилляцией. Член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой физики элементарных частиц МФТИ Михаил Данилов ответил на вопросы ведущей «Коммерсантъ FM» Инны Владиной.

— Очень страшные, сложные слова для обывателя, да и для журналиста тоже — «осцилляции нейтрино», «нулевая масса»… Просим от вас пояснений, ну и, конечно, рассказать, почему это так важно, и действительно ли это историческое открытие?

— Во-первых, начнем с того, что нейтрино — это, может быть, самая загадочная частица, которую мы знаем. Она может проходить через Солнце, через Землю без взаимодействия, через каждого из нас проходят сотни миллиардов нейтрино каждую секунду, и мы этого не замечаем. Тем не менее, она играет очень большую роль в жизни Вселенной. Например, Солнце без нейтрино не светило бы, и нас не было бы вообще.

Что за открытие? Оказалось, что нейтрино существует не один тип, а существует сразу три типа нейтрино. И то, за что дали премию, — обнаружили переходы одного типа нейтрино в другой тип нейтрино, и эти переходы называются осцилляциями, потому что они происходят, как маятник осциллирует, — сначала в одну сторону, потом в другую сторону и так далее. Вот это называется «осцилляция нейтрино» — нейтрино одного типа переходят в нейтрино другого типа.

Это означает, в частности, что у нейтрино есть масса, а это, в свою очередь, означает, что та теория, которая описывает все, что мы видим, а это самая совершенная теория, которую создавало когда-либо человечество, которая скромно называется «стандартной моделью», не полна и требует расширения. И это расширение может повлиять на то, как мы себе представляем мир, как устроен мир, Вселенная, и, соответственно, это очень фундаментальные, очень важные знания. Можно, конечно, задать вопрос, что это дает для народного хозяйства, какую пользу это может принести?

— Безусловно, технологическое применение будет ли?

— В настоящий момент таких применений я лично не вижу, но все фундаментальные открытия сначала не ясно, для чего могут потребоваться технологически. Тем не менее, история нас учит, что все важнейшие фундаментальные открытия приводили потом к громадному скачку в технологиях. В свое время Фарадея спросили, а зачем вы занимаетесь такими отвлеченными занятиями, магнетизмом, зачем это нужно, и он ответил, насколько я помню, канцлеру казначейства, что через какое-то время вы будете это обкладывать налогом. И действительно, сейчас за электричество мы все платим.

За что мы будем платить в случае нейтрино, я сказать не могу, но уверен, что когда-нибудь это знание природы, знание Вселенной поможет нам создать и новые технологии, которые будут востребованы и которые приведут к качественному скачку, а не просто к количественному.

— Михаил Владимирович, но все-таки вопрос, в своих фундаментальных исследованиях куда дальше двинутся физики после того, как они теперь знают, что целых три вида нейтрино, что у них, возможно, есть масса?

— Именно в этой области будет, безусловно, искаться различие в свойствах нейтрино и антинейтрино. Дело в том, что наша Вселенная очень ассиметрична, в ней много материи и почти отсутствует антиматерия. И именно благодаря этому мы все существуем. Если бы было одинаковое количество материи и антиматерии, она бы проаннигилировала, и ничего бы не осталось.

Но то, как возник этот избыток материи во Вселенной, а значит, и мы с вами, и все звезды, и планеты, вполне может объясняться как раз тем, что нарушается симметрия между материей и антиматерией в случае нейтрино. И вот эти открытия по осцилляциям дают возможность продвигаться в эту область, в изучение различия свойств нейтрино и антинейтрино.