Эксперимент NOvA представил убедительные доказательства осцилляций антинейтрино

На конференции Нейтрино-2018 (Гейдельберг, Германия) участники проекта NOνA представили первые результаты, полученные с пучком мюонных антинейтрино, согласно которым мюонные антинейтрино осциллируют в электронные. Такие переходы никогда ранее не наблюдались с большой достоверностью. Результаты ученые представили на конференции Neutrino-2018.

Эксперимент NOvA (NuMI Off-Axis ν_e Appearance) использует самые мощные в мире пучки нейтрино и антинейтрино, которые генерируются в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (США, также — Fermilab). В этом эксперименте используется два больших детектора частиц — меньший в Fermilab вблизи источника нейтрино и намного больший — на расстоянии более 800 км. Он служит для того, чтобы измерять потоки мюонных и электронных нейтрино и антинейтрино.

В эксперименте NOνA осцилляции мюонных антинейтрино в электронные начали изучать в феврале 2017 года. Если бы антинейтрино не осциллировало, то ученые зарегистрировали бы на дальнем детекторе только пять событий-кандидатов на взаимодействие электронных антинейтрино. Однако, после анализа данных они обнаружили 18 событий, убедительно доказав, что мюонные антинейтрино осциллируют в электронные. Кроме того, с 2014 по 2017 годы в эксперименте на дальнем детекторе было зарегистрировано 58 событий от взаимодействия электронных нейтрино, которые появились в результате осцилляций мюонных нейтрино.

«Пучки антинейтрино генерировать гораздо сложнее, чем нейтринные пучки и антинейтрино с меньшей вероятностью взаимодействует в детекторе», – сказал Питер Шанахан из Fermilab, сопредседатель проекта NOvA. «Этот первый набор данных является только частью нашей основной научной программы и то что мы наблюдаем число событий, которое намного больше чем мы ожидали в отсутствии осцилляций, демонстрирует влияние мощного пучка частиц, генерированного в Fermilab, на нашу возможность изучать свойства нейтрино и антинейтрино».

Проект NOvA впервые зарегистрировал переходы мюонных антинейтрино в электронные с большой достоверностью, хотя еще в 2017 году в эксперименте Т2К (Япония) наблюдали указания на эффекты, связанные с осцилляциями мюонных антинейтрино в электронные. Ученые из NOvA и Т2К в ближайшие годы будут работать над совместным анализом своих данных. Основная цель эксперимента NOvA — измерить и сравнить вероятности осцилляций мюонных нейтрино и антинейтрино в электронные. Точные измерения этих вероятностей позволят ученым определить, какой из трех типов нейтрино самый легкий, а какой — самый тяжелый, то есть определить иерархию масс нейтрино.

«Результаты совместного анализа данных об осцилляциях мюонных нейтрино и антинейтрино в электронные указывают с достоверностью двух стандартный отклонений на то, что иерархия масс нейтрино является нормальной. Это значит, что электронные нейтрино являются самыми легкими, а тау нейтрино — самыми тяжелыми», — сказал участник эксперимента NOvA из Института ядерных исследований РАН, ведущий научный сотрудник Анатолий Буткевич. «Этот результат очень важен для анализа данных неускорительных нейтринных экспериментов».

Проект NOvA включает в себя более 240 ученых из почти полусотни институтов и университетов семи стран: Великобритании, Бразилии, Колумбии, Чехии, Индии, России и США. Россия в этом эксперименте представлена тремя институтами: Институт ядерных исследований РАН, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН и Объединенный институт ядерных исследований. Более подробную информацию можно найти на сайте проекта.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.