Эксперимент NOvA обнаружил новые свойства нейтрино

Детектор NOvA. Фото: Fermilab, Reidar Hahn / Wikipedia

Ученые из международной коллаборации NovA обнаружили, что массовое состояние нейтрино состоит из разных «ароматов» в разных долях.

Нейтрино — это элементарная частица, которая, по ранним представлениям физиков, не имела массы. В ходе экспериментов выяснилось, что нейтрино бывают в трех состояниях — мюонном, тау и электронном, которые называют «ароматными» состояниями. Ароматные состояния переходят друг в друга, а для того, чтобы происходили такие переходы, частица должна иметь массу. Нейтрино может быть в трех разных массовых состояниях, но какое из них больше по массе, еще только предстоит выяснить. Физики выразили массовые состояния через ароматные, так, что каждое массовое состояние состоит из всех трех ароматных. Массовые и ароматные состояния нейтрино связаны друг с другом сложным и до конца непонятным процессом — «смешиванием», и чем лучше мы понимаем, как связаны эти состояния, тем больше мы будем знать об этих частицах.

Ученые из коллаборации NOvA представили доказательство того, что третье массовое состояние, v3, содержит неодинаковые доли мюонных и тау-нейтрино. Физики называют этот эффект «немаксимальное смешивание».

Новый результат эксперимента NOvA показывает, что третье массовое состояние нейтрино может не иметь равных долей мюонных (желтый цвет) и тау-нейтрино (голубой цвет). Фото: Fermilab / Sandox Studios


Эксперимент NOvA в Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми (США) набирает данные о взаимодействии нейтрино начиная с февраля 2014 года. В лаборатории Ферми создают самый мощный в мире пучок нейтрино, который проходит 810 километров и улавливается в детекторе массой 14 000 тонн. По пути нейтрино и начинает «пахнуть» иначе — происходит осцилляция, то есть переход нейтрино из одного ароматного состояния в другое.

Теперь ученые из коллаборации NovA продолжат эксперимент, чтобы набрать больше данных и подтвердить немаксимальное смешивание. В дальнейшем экспериментаторы будут исследовать осцилляцию антинейтрино: если антинейтрино осциллируют не так, как нейтрино, то это будет указанием на нарушение СР-инвариантности, следовательно, возникнут вопросы к Стандартной модели.

В международную коллаборацию NOvA входят 210 ученых и инженеров из 40 институтов из восьми стран. От России в этом эксперименте участвуют Институт ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН), Физический институт им. П.Н. Лебедева (ФИАН) и Объединенный институт ядерных исследований из Дубны.

О том, зачем физики изучают нейтрино, «Чердаку» рассказали российские ученые, которые принимают участие в проекте NOvA.
Теги:

Читать еще на Чердаке: