Нейтрино представляет собой самые легие и многочисленные элементарные частицы, которые могут взаимодействовать с материей только гравитацией и так называемыми слабыми взаимодействиями. В середине прошлого века физики выяснили, что существует три вида нейтрино — тау, электронные и мюонные нейтрино и антинейтрино. В начале 2020 года ученые также нашли следы существования стерильных нейтрино — частиц, существование которых противоречит стандартной модели.
Сейчас ученым известно, что разные типы нейтрино могут превращаться друг в друга, соответственно, эти частицы обладают ненулевой массой, как ранее считали некоторые физики. При этом разные исследовательские группы уже несколько десятилетий пытаются вычислить массу нейтрино, однако пока до сих пор это никому не удалось.
Согласно одной из теорий, в первые моменты после Большого взрыва под действием различных физических процессов во Вселенной появилась гигантская космическая паутина, преимущественно из невидимой человеческому взгляду материи. Их направление напрямую зависело от того, какими свойствами обладали различные элементарные частицы.
Руководствуясь этой теорией, физики уже несколько десятилетий пытаются подсчитать массу нейтрино, наблюдая за этой паутиной с помощью помощью наземных и орбитальных телескопов.
Предыдущие исследования были основаны на более грубых феноменологических моделях. Их использование не может считаться удовлетворительным при точности глубоких обзоров неба, имеющихся сейчас и ожидающихся в будущем. Разработанный нами алгоритм не имеет мировых аналогов и способен помочь в анализе данных крупномасштабной структуры Вселенной уже в ближайшие годы.
Научный сотрудник Института ядерных исследований РАН Антон Чудайкин
Зонд Euclid, запуск которого намечен на 2022 год, будет использовать данные искусственного интеллекта для анализа массы нейтрино. Алгоритм позволяет применять для подобного анализа сложные методы статистики, которые применяют при изучении случайных процессов. Эти же выкладки помогли ученым оценить то, насколько точными будут замеры массы нейтрино по данным Euclid.
С помощью этих данных Euclid сможет замерить массу нейтрино с точностью до 13 миллиэлектронвольт (мэВ). Этот показатель на порядок выше, чем планируемая точность замеров, которые сейчас проводят на аналогичной установке KATRIN.