Международная коллаборация KM3NeT проверила, сохраняется ли один из ключевых принципов теории относительности во Вселенной. Для этого исследователи использовали подводный нейтринный телескоп KM3NeT/ORCA, расположенный в Средиземном море. Анализ 5828 кандидатов в события, связанных с атмосферными нейтрино, не выявил признаков нарушения лоренц-инвариантности — требования о неизменности фундаментальных законов физики для наблюдателей, движущихся с разными постоянными скоростями или в разных направлениях.
Работа стала первым прямым экспериментальным исследованием ряда возможных нарушений лоренц-инвариантности для мюонных и тау-нейтрино. Результаты опубликованы в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), о них сообщает SciTechDaily. Полученные данные позволили установить более жёсткие ограничения для теорий, допускающих изменение физических законов в определённых условиях.
Некоторые модели квантовой гравитации предполагают, что пространство-время может иметь скрытую дискретную структуру и состоять из мельчайших отдельных элементов, а не быть непрерывным. В таком случае возможны небольшие отклонения от предсказаний теории относительности. Нейтрино подходят для поиска подобных эффектов, поскольку они очень слабо взаимодействуют с веществом и способны проходить через большие расстояния с минимальными помехами.
Учёные также учитывали способность нейтрино менять тип во время движения, что называется нейтринными осцилляциями. Необычные изменения этих переходов могли бы указывать на неизвестные физические процессы, включая нарушение лоренц-инвариантности. Исследователи обработали данные за 1,4 года наблюдений, когда установка работала лишь с шестью блоками детектирования, и сопоставили измеренные энергии и направления прихода частиц с теоретическими расчётами.
Наблюдения не подтвердили существование нарушения лоренц-инвариантности, но помогли уточнить пределы для эффектов, способных влиять на переходы между мюонными и тау-нейтрино. Несмотря на раннюю стадию работы детектора, результаты оказались сопоставимы с данными таких крупных установок, как IceCube и Super-Kamiokande, которые наблюдали нейтрино значительно дольше. Исследователи считают, что расширение KM3NeT/ORCA позволит искать ещё более слабые отклонения.
В дальнейшем коллаборация рассчитывает использовать также детектор KM3NeT/ARCA, предназначенный для изучения нейтрино гораздо более высоких энергий, прибывающих от удалённых астрофизических источников. Возможные нарушения лоренц-инвариантности могут сильнее проявляться при больших энергиях и на значительных расстояниях. Статья «Ограничения на нарушение лоренц-инвариантности по атмосферным нейтрино с использованием первых шести блоков детектирования KM3NeT/ORCA» опубликована 4 ноября 2026 года, DOI: 10.1088/1475-7516/2026/11/012.