Физики из Бельгии и Франции предложили эксперимент, в ходе которого при помощи ядерного реактора они хотели бы обнаружить нейтроны, попавшие в нашу Вселенную из другой. Данные об исследовании авторов можно найти на сайте arXiv.org.
Ученые в своей работе использовали представление о наблюдаемом трехмерном мире (нашей трехмерной бране) как о вложенном в многомерное пространство («гиперпространство»). Это теория, которую впервые предложили еще в 1920-х годах немецкие физики Теодор Калуца и Оскар Клейн, включается в современную теорию струн и расширения Стандартной модели с дополнительными измерениями.
Исследователи предположили, что существует нейтрон, который может быть описан как суперпозиция квантовых состояний частицы на нашей бране и на соседней. В качестве процедуры измерения (в данном случае выяснения того, где находится нейтрон) авторы предложили использовать ядерные столкновения в реакторе.
Когда нейтрон взаимодействует с ядрами из реактора, суперпозиция разрушается и нейтрон с некоторой вероятностью оказывается на одной из бран. Регистрировать вылетающие из реактора частицы (на нашей бране) ученые предлагают при помощи детектора на основе гелия-3.
Реактор и детектор нейтронов
Изображение: arxiv.org
Важной задачей эксперимента является выделение искомых нейтронов среди тех, которые уже изначально находились в реакторе. Ученые отмечают, что изначально число таких частиц в установке легко посчитать, а защита реактора и детектора позволяет свести к минимуму влияние фона (попадания в детектор посторонних частиц).
Нейтроны также взаимодействуют с гравитационными полями. Их небольшие изменения (например, вызванные отклонениями орбиты Земли от круговой) могут привести к разрушению суперпозиции. С одной стороны, это может сказаться на эксперименте, а с другой, это можно использовать в нем. С этой целью ученые предлагают учитывать годовое движение Земли, которое может спровоцировать выделение состояния нейтрона, соответствующего его нахождению в нашей Вселенной.
Для своих экспериментов физики хотят использовать реактор в Институте Лауэ-Ланжевена в Гренобле. Аналогичные эксперименты, но с фотонами, были ранее предложены другими учеными. Их опыты пока не увенчались успехом.