ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის მიხედვით, არსებობს სამი ტიპის უმასო ნეიტრინო. თუმცა ნეიტრინოების ოსცილაციების (ერთმანეთში გარდაქმნის) ექსპერიმენტული დადასტურება, რაც 2015 წელს ნობელის პრემიით აღინიშნა, მიუთითებს, რომ ნეიტრინოებს მცირე, მაგრამ არანულოვანი მასა უნდა ჰქონდეთ. ოსცილაციის ალბათობა დამოკიდებულია მასების კვადრატებს შორის სხვაობაზე, რაც ნიშნავს, რომ ნეიტრინოებს პრინციპში მასა გააჩნიათ. კოსმოლოგიური დაკვირვებების მიხედვით, სამივე ნეიტრინოს მასების ჯამი არ უნდა აღემატებოდეს 0.1 eV-ს.

მიუხედავად ამისა, სხვადასხვა ექსპერიმენტი მიუთითებდა მასის ანომალურ მნიშვნელობებზე. პირველი იყო 1993–1998 წლებში ჩატარებული LSND ექსპერიმენტი (ლოს-ალამოსის ეროვნული ლაბორატორია, აშშ), რომლის მიხედვით ელექტრონული და მიუონური ანტინეიტრინოების მასების კვადრატებს შორის სხვაობა დაახლოებით 1 eV²-ს შეადგენდა. ეს ანომალია შეიძლება აიხსნას სტერილური ნეიტრინოს არსებობით – ნაწილაკით, რომელიც სუსტ ურთიერთქმედებაში არ მონაწილეობს და ვლინდება მხოლოდ ცნობილ ნეიტრინოებთან ოსცილაციის გზით.

ამ ჰიპოთეზას ემხრობოდა მზის ნეიტრინოებზე ჩატარებული ორი ექსპერიმენტიც – SAGE (ბაქსანი, რუსეთი) და GALLEX (გრან სასო, იტალია), რომლებმაც ე.წ. გალიუმის ანომალია დააფიქსირეს: დეტექტორებით დაფიქსირებული ელექტრონული ნეიტრინოების რაოდენობა მნიშვნელოვნად დაბალი იყო თეორიულად პროგნოზირებულთან შედარებით. ესიც შეიძლებოდა სტერილურ ნეიტრინოებად გარდაქმნით აიხსნას, მასების მსგავს კვადრატულ სხვაობებთან ერთად, როგორც LSND ექსპერიმენტში.

2018 წლიდან, MiniBooNE (ფერმილაბი, აშშ) და BEST (ბაქსანი, რუსეთი) ექსპერიმენტებმა თითქოს დაადასტურეს სტერილური ნეიტრინოების არსებობა.

მეორეს მხრივ, სტერილური ნეიტრინოების არსებობა წინააღმდეგობაში მოდის მზის ნეიტრინოების დანაკარგის სტანდარტულ ახსნასთან, რისთვისაც 2015 წელს ნობელის პრემია გაიცა – იმ შემთხვევაში, ელექტრონული ნეიტრინოების პროპორცია არა სამჯერ, არამედ ოთხჯერ ნაკლები უნდა იყოს. დამატებით წინააღმდეგობას წარმოადგენს IceCube (ანტარქტიდა) და სხვა ნეიტრინული ობსერვატორიების დაკვირვებები, რომლებმაც სტერილური ნეიტრინოები ვერ აღმოაჩინეს. მესამე პრობლემა კოსმოლოგიური მონაცემებია, რომლებიც ცუდ თანხვედრაშია მსუბუქი სტერილური ნეიტრინოების არსებობის დაშვებასთან.

2025 წლის აპრილში, ჟურნალმა Physical Review Letters გამოაქვეყნა კიდევ ერთი ნეიტრინული ექსპერიმენტის – PROSPECT-ის – შემაჯამებელი სტატია. ექსპერიმენტი ტარდებოდა ოუკ-რიჯის ბირთვული რეაქტორის (ტენესის შტატი, აშშ) ბაზაზე. ფიზიკოსებმა გააანალიზეს 2018 წლამდე შეგროვებული ყველა მონაცემი რეაქტორიდან 6.7–9.2 მეტრის მანძილზე განლაგებული დეტექტორით, რომელიც სავსე იყო ლითიუმ-6-ით დოპირებული თხევადი სცინტილატორით. შერჩეული იქნა ე.წ. შებრუნებული ბეტა-დაშლის მოვლენები – ანტინეიტრინოს პროტონთან ურთიერთქმედება.

მონაცემთა ანალიზის ახალმა ტექნიკამ მეცნიერებს საშუალება მისცა ჩაერთოთ მეტი მონაცემი, მათ შორის ნაწილობრივად ფუნქციონირებადი ფოტოდეტექტორების მქონე სეგმენტებიდან და მიეღწიათ მაღალი სიზუსტისთვის სიგნალებისა და ფონის უფრო საიმედო გამიჯვნის გზით. საბოლოოდ, ექსპერიმენტში ანტინეიტრინოების სტერილურ ნეიტრინოებში ოსცილაცია ვერ დაფიქსირდა, რაც ეჭვქვეშ აყენებს წინა ექსპერიმენტების მიერ გამოთქმულ ვარაუდს სტერილური ნეიტრინოების არსებობის შესახებ.

წყარო:

https://phys.org/news/2025-04-sterile-neutrinos-nuclear-reactors.html