Новости науки 10.04.02 Двойной безнейтринный бета-распад: кажется,
поспешили...
Недавно вышел е-принт, где заявляется, что найдено свидетельство существования
двойного безнейтринного бета-распада. Авторы (H.V.Klapdor-Kleingrothaus,
A.Deits, H.L. Harley, I.V.Krivosheina) относятся к довольно большой
коллаборации Гейдельберг-Москва. Основная группа московской части
коллаборации работает в ИАЭ им. Курчатова и возглавляется Спартаком
Беляевым. Обычно, важные результаты, признаваемые всей коллаборацией,
всей коллаборацией и подписываются. В данном случае стоит всего
четыре подписи, что скорее всего говорит об отсутствии консенсуса
у авторов эксперимента.
Эксперимент проводится глубоко под землей (ради снижения фона)
в Гран-Сассо, в Италии. Измеряется двойной распад германия 76Ge
-> 76Se + 2e- + (2 nu) (из-за проблемы
с греческими символами во многих версиях Netscape обозначаем нейтрино
через nu). Такой распад (с двумя нейтрино) разрешен стандартной
теорией слабых взаимодействий, хотя вероятность его сильно подавлена
по сравнению с обычным бета-распадом. Если же существует несохранение
лептонного числа, то распад может происходить без испускания двух
нейтрино. Тогда суммарная энергия двух электронов строго фиксирована:
2039 кэВ, что можно было бы увидеть в спектре распада. Авторы утверждают,
что они видят это.
Заявление достаточно серьезно, поскольку нарушение лептонного
числа, хотя и не противоречит каким-то фундаментальным принципам,
но должно было бы существенно повлиять на теорию. С этой точки зрения
двойной безнейтринный бета-распад имеет тот же статус, что и осцилляции
нейтрино - эффект, который давно ищут, и не исключено, что уже нашли.
Спектр распада 76Ge
В данном случае, однако, результат выглядит сомнительным. На рисунке
показан спектр суммарной энергии двух электронов распада и кривая,
показывающая вклад безнейтринного распада по результатам наилучшей
подгонки данных. Уже сам рисунок неубедителен - ничего статистически
значимого в районе ожидаемой линии на глаз не видно. Это при том,
что обычно, когда есть даже статистически слабое указание на эффект,
глаз его легко видит. В спектре видны слабозначимые линии в районе
2010 кэВ и 2050 кэВ - обе интерпретируются слабыми ядерными линиями
214Bi, т.е. фоном. По заявлению авторов, статистическая
значимость эффекта - 96.8 %, что соответствует 2.1 сигма. Для получения
этой (вообще говоря малой) значимости авторам пришлось прибегнуть
к дополнительным усилиям: ограничить интервал усреднения фона довольно
узким участком вокруг искомой линии, иначе получается совсем плохо.
Мотивировка: исключить из оценки фона известные линии, не имеющие
отношения к бета-распаду. В результате, исключены все положительные
флуктуации фона и оставлена депрессия, имеющая чисто статистическое
происхождение. То есть фон занижен, соответственно, линия завышена.
Сказанного достаточно, чтобы отнестись к публикации крайне скептически.
В феврале вышел е-принт большой группы авторов (C.E.Aalseth et al.)
с ее резкой критикой. В дополнение к вышесказанному, они обращают
внимание на то, что упомянутые линии 214Bi слишком слабы,
чтобы наблюдаться как заметные пики в этом спектре. Скорее всего
это лишь флуктуации фона и их не надо исключать при оценке, как
сделали авторы. Но тогда результат рассыпается.
Теперь общее методическое замечание. Представьте, к вам обращается
исследователь (честный и грамотный), заявляя, что он наблюдает какой-то
эффект на уровне 2.5 сигма, и предлагает пари 10 к 1, что эффект
подтвердится (т.е. если подтвердится, вы платите 1, если нет - он
платит 10). Значимость 2.5 сигма примерно соответствует вероятности
0.01 получить такой эффект в результате статистической флуктуации
и трактуется как 99% достоверность результата. На первый взгляд,
в терминах математического ожидания, пари проигрышно для вас. На
самом деле, если вы заранее (до измерений) не договорились с исследователем
о каком точно эффекте пойдет речь, пари нужно немедленно заключать.
Дело в том, что количество эффектов, которые пытаются найти, огромно
- наука широка. При этом для каждого эффекта могут быть разные наборы
данных, разные методы их интерпретации и т.п. Значит, делается множество
(допустим, несколько сотен в год) статистически независимых попыток
найти какой-нибудь эффект. В каждой сотой попытке должна случайно
выпадать флуктуация, имитирующая эффект на уровне 2.5 сигма. Таким
образом в год должно появляться несколько сообщений о новых эффектах
на уровне порядка 2.5 сигма, основанных на чисто статистических
флуктуациях. Природа же более скупа на настоящие новые эффекты.
Потому множество (конкретных оценок никто не проводил, но возможно
и большинство) заявленных эффектов невысокого уровня значимости
не подтверждаются.
Но любой малозначимый эффект, включая обсуждаемый, может оказаться
настоящим. Поэтому, сообщения типа "есть малозначимое указание на
такой-то важный эффект, к этому стоит присмотреться и набрать большую
статистику" - вполне оправданы. Проблема в том, что часто авторы
к тому же завышают значимость эффекта, именно это и вызвало критику
данной статьи.
|