Міжнародна колаборація MINOS підтвердила представлені минулого місяця дані про нейтринних осциляція рідкісного типу.

Прийнято вважати, що нейтрино – легкі нейтральні частинки з великою проникаючою здатністю – різних поколінь (електронні νе, мюонні νμ або ТАОН ντ) можуть «перетворюватися» один в одного; іншими словами, ймовірність виявлення нейтрино певного сорту періодично змінюється в міру його руху. Таке явище, можливе тільки при відмінній від нуля масі частинок, і назвали осциляціями. В оригінальній версії Стандартної моделі осциляції і ненульова маса нейтрино не описуються, але включити їх в цю теоретичну конструкцію досить легко.

Для опису осциляцій використовують матрицю Понтекорво – Маки – Накагави – Саката і так звані кути змішування θ12, θ23 і θ13. Перші два кути вже виміряні, а значення третього, найменшого, було обмежено зверху.

У червні поточного року представники міжнародного проекту Т2К повідомили про те, що їм, ймовірно, вдалося зареєструвати рідкісне «перетворення» мюонних нейтрино в електронні. Цей результат дозволив дати нову оцінку величини sin2 (2θ13): тепер вченими відомо, що нерівність 0,03 (0,04) <sin2 (2θ13) <0,28 (0,34) має виконуватися при нормальній (зворотної) ієрархії мас нейтрино . Якби осциляцій виду νμ → νе не існувало, sin2 (2θ13) дорівнював би нулю.

Учасники проекту MINOS, як і їх колеги з Т2К, намагаються встановити значення θ13 і відстежують появу електронних нейтрино у спеціально підготовленому пучку νμ. Експерименти побудовані за схожими схемами, де основними елементами служать прискорювач і два детектора, один з яких знаходиться поруч з прискорювачем і контролює параметри підготовленого пучка, а другий, призначений для виявлення νе, розташовується на значній відстані від першого. Мюонні нейтрино фізики з MINOS отримують на прискорювачі американської Національної лабораторії ім. Фермі, направляючи протони на графітову мішень з метою утворення піонів і каонов, що розпадаються з утворенням мюонів і нейтрино. «Близький» і дальній »детектори мають практично однакову конструкцію і складені з переміжних сталевих пластин і пластикових сцинтиляторів, але« дальній », розміщений у шахті на глибині в 716 м, набагато більш масивний. Відстань між ним і прискорювачем, рівне 735 км, нейтрино долають приблизно за чотирьохсоту частину секунди.

У ході вимірювань дослідники з MINOS зареєстровано 62 події, які мали всі ознаки взаємодій електронного нейтрино. Якби мюонні нейтрино не «перетворювалися» в електронні, фізики, як свідчать розрахунки, відзначили б всього 49 таких подій, звідси можна зробити висновок про те, що sin2(2θ13) <0,12. «Швидше за все, реальна величина sin2 (2θ13) знаходиться в нижній частині діапазону, який був встановлений в експерименті T2K, – говорить співробітник Лабораторії ім. Фермі Роберт Планкетт (Robert Plunkett). – Втім, оцінки MINOS і T2K ще необхідно перевірити, і тут нам допоможуть лише нові дані ».

Експериментальну інформацію на детекторі MINOS вчені планують збирати до лютого 2012 року.

За матеріалами Discovery News.

Tweet