|
Новые результаты добавляют загадочности нейтрино
|
|
|
|
Международная коллаборация NOvA представила новые результаты на конференции Neutrino 2024 в Милане, Италия, 17 июня. По сравнению с предыдущим выпуском, проведенным четыре года назад, коллаборация удвоила свои данные о нейтрино, в том числе добавила новую выборку электронных нейтрино с низкой энергией. Новые результаты согласуются с предыдущими результатами NOvA, но с повышенной точностью. Полученные данные в большей степени, чем раньше, свидетельствуют в пользу "нормального" упорядочения масс нейтрино, но остается неясность в отношении осцилляционных свойств нейтрино. Последние данные NOvA обеспечивают очень точное измерение большего разделения между квадратичными массами нейтрино и немного способствуют нормальному упорядочению масс. Такая точность распределения масс означает, что в сочетании с данными других экспериментов, проведенных на ядерных реакторах, данные свидетельствуют в пользу нормального упорядочения с вероятностью почти 7:1.
|
|
|
|
Это говорит о том, что нейтрино придерживаются нормального упорядочения, но физики не достигли высокого порога достоверности, необходимого для объявления открытия. NOvA, сокращение от NuMI Off-axis ve, - это эксперимент, проводимый Национальной ускорительной лабораторией Ферми Министерства энергетики США, расположенной за пределами Чикаго. Фермилаб посылает пучок нейтрино на 500 миль к северу на 14 000-тонный детектор в Эш-Ривер, штат Миннесота. Измеряя нейтрино и их партнеров из антивещества, антинейтрино, в обоих местах, физики могут изучить, как эти частицы меняют свой тип по мере своего перемещения - явление, известное как нейтринные колебания. NOvA стремится узнать больше о распределении масс нейтрино. Физики знают, что существует три типа нейтрино с разной массой, но они не знают ни абсолютной массы, ни того, какое из них самое тяжелое.
|
|
|
Теоретические модели предсказывают два возможных распределения масс: нормальное или перевернутое. В обычном порядке есть два легких нейтрино и одно более тяжелое нейтрино; в перевернутом - одно легкое нейтрино и два более тяжелых. "Получение дополнительной информации из экспериментов с реакторами расширяет наши знания о массовом упорядочении и приближает нас к захватывающей области", - сказала Эрика Катано-Мур, научный сотрудник William & Mary и соавтор анализа. "У нас почти есть ответ на один из тех важных вопросов, которые стоят перед нами в физике нейтрино. Но мы еще не пришли к этому". В новых результатах решение проблемы нейтринных колебаний остается неоднозначным. В настоящее время у физиков недостаточно данных, чтобы выделить два эффекта, влияющих на колебания: упорядочение массы и свойство, называемое нарушением зарядовой четности.
|
|
|
|
Исследователи наблюдали умеренное количество колебаний, которые могут быть объяснены в обоих сценариях массового упорядочения с разной степенью нарушения CP, поэтому они не могут разделить массовое упорядочение и нарушение CP. Однако физики смогли исключить конкретные комбинации этих двух свойств. "Нам действительно требуется больше, чем одно измерение, чтобы узнать все, что нам нужно знать", - сказал Джереми Уолкотт, научный сотрудник Университета Тафтса, один из координаторов анализа NOvA и спикер конференции. "NOvA играет важную роль в этом, потому что во всех различных экспериментах, в которых пытаются измерить одни и те же параметры, есть уникальные аспекты", - сказал Уолкотт. "Мы начинаем видеть, как складывается общая картина, но она неясна. Проведение различных измерений, которые бы работали в комплексе, действительно важно".
|
|
|
|
Эксперимент NOvA начал собирать данные в 2014 году и будет продолжаться до начала 2027 года, за это время команда надеется удвоить свой набор данных об антинейтрино. Они также продолжают совершенствовать анализ, чтобы максимально повысить чувствительность эксперимента. Их усилия также прокладывают путь для будущих экспериментов, которые помогут еще больше раскрыть тайны, связанные со свойствами нейтрино. "Мы хотим извлечь максимум пользы из полученных данных", - сказал Катано-Мур. "То, что мы узнаем — не только из самих результатов, но и из того, что мы узнаем о методах анализа в процессе работы, — будет полезно для следующего поколения экспериментов, которые сейчас находятся в стадии разработки".
|
|
|
|
Тем не менее, у NOvA есть потенциал раскрыть больше о неуловимом нейтрино. "Этот результат является важным напоминанием о том, что нынешнее поколение экспериментов, включая NOvA, продолжает собирать ценные данные и делать выводы в области физики", - сказала Зоя Валлари, научный сотрудник Калифорнийского технологического института и один из организаторов анализа. - Сейчас это наш лучший шанс сделать открытие". В сотрудничестве с NOvA участвуют более 200 ученых из 50 учреждений в восьми странах. Благодаря получению дополнительных данных и дальнейшему совершенствованию анализа, NOvA приблизит физиков к пониманию того, как поведение нейтрино меняет свою идентичность.
|
|
|
|
Источник
|
