Експеримент CUORE, розрахований на п’ять років реалізації було розпочато в січні цього року. У ньому задіяно 150 науковців переважно з Італії і Сполучених Штатів. А метою цього експерименту є з’ясування, чи є нейтрино своїми власними античастинками?

Обладнання експерименту CUORE розраховане на реєстрацію надзвичайно рідкісного виду безнейтринного подвійного бета-розпаду. Іноді дві частинки нейтрино синхронно розпадаються, утворюючи два протона, два нейтрона і два антинейтрино. Однак, ще рідше, з урахуванням того, що нейтрино і антинейтрино є однією і тією ж частинкою, два антинейтрино повинні анігілювати один з одним і процес розпаду отримує “безнейтринний” характер.

Розпад нейтрино може спостерігатися всередині деяких матеріалів, наприклад, телуру. Однак безнейтринний розпад – це настільки рідкісне явище, що в розрахунку на один атом телуру він може спостерігатися не частіше, ніж один раз на кілька септильйонів (мільйон мільярдів мільярдів) років. І навіть у такому випадку “підпис” такого виду розпаду виявити досить важко, так як його основний енергетичний сплеск лежить на позначці близько 2.4 МеВ, менше, ніж одна тисячна від однієї мільярдної частки джоуля.

Для убезпечення від зовнішніх перешкод датчиків експерименту CUORE, які здатні вловити найменші енергетичні сплески, обладнання розташоване глибоко під землею. Крім цього, робоча ділянка експерименту є найхолоднішим кубічним метром у Всесвіті, спеціальний холодильник охолоджує робочу область до температури, що лише на сім тисячних градуса вища точки абсолютного нуля. У цій охолоджуваній області розміщені 988 кристалів діоксиду телуру, в яких загалом знаходиться близько 100 септильйонів атомів телуру. І спеціальні високочутливі датчики постійно реєструють дані, в яких шукається крихітний температурний сплеск, що відповідає безнейтринному подвійному бета-розпаду.

За два місяці спостережень ще не було зареєстровано жодного відповідного сплеску. Це та інші дані дозволили вченим зробити висновки, що такий розпад трапляється не частіше, ніж раз в 10 септильйонів років у розрахунку на один атом телуру. Це ж, у свою чергу, дозволяє розраховувати, що протягом наступних п’яти років буде зареєстровано щонайменше п’ять випадків такого унікального виду розпаду. Якщо це станеться, то вчені не лише отримають докази, що нейтрино є власними античастинками, це вкаже на порушення закону збереження кількості лептонів, визначеного Стандартною Моделлю фізики елементарних частинок. Проте, якщо експеримент CUORE не добуде бажаних результатів, естафету пошуків перехопить черговий експеримент під назвою CUPID, в розпорядженні якого буде знаходитися ще більша кількість атомів. Але якщо і другий експеримент не дасть результатів, це вже буде результатом самим по собі і дасть вченим шлях для пошуку остаточної відповіді на фундаментальне питання, озвучене на початку.