Un grup internațional de fizicieni care lucrează la Laboratorul Național de Accelerator Fermilab (Fermilab) raportează primele rezultate ale experimentului NOvA. Sarcina acestui experiment este de a studia oscilațiile neutronului muon la cel de electroni, ceea ce face posibilă determinarea ierarhiei neutrinilor. Noile date au fost anunțate la un seminar deschis desfășurat ieri.
Neutrinii sunt particule extrem de ușoare care practic nu participă la interacțiunile obișnuite. Acestea sunt influențate numai de gravitație și interacțiune slabă (cea din urmă se manifestă numai pe scări foarte mici, distanțele caracteristice fiind mult mai mici decât diametrul nucleului atomului). Trei arome diferite (arome) sunt cunoscute de neutrinii: tau, electron și muonic, iar oscilațiile care alterează această aromă sunt posibile.
Când neutrini se naște, are o aroma specifica, o suprapunere a statelor în masă corespunzătoare (ν1 notate. Ν2. Ν3). În zbor, evoluează, există o schimbare în proporție de masă de state și trecerea la un alt stări de arome: integral sau parțial. De exemplu, în cazul în care, ca urmare a unui proces apar cu aroma muon neutrino, detector, care zboară câțiva kilometri, se poate să se manifeste deja ca un neutrino de electroni. Această tranziție are o periodicitate strict definită.
Una dintre problemele asociate cu studiul de oscilații, este studiul ierarhiei masei neutrini. Frecvența de oscilație depinde de diferența de pătrate în masă state în masă. Experimente timpurii cu neutrino atmosferic, solară și reactor indicat de valoarea și semnul primul dintre cele două astfel de diferențe - Δm 2 12 și o valoare, dar nu un semn al Dm 2 13. Este posibil să se stabilească faptul că cele două mase m1 și m2 sunt aproape, și m3 sau mai mult mai mult sau mult mai puțin decât ei. În primul caz, se observă o ierarhie normală, în al doilea caz este inversă.
În experimentul nova direct observat oscilații ale neutrinilor muonici: în cazul în care nu ar fi avut loc, oamenii de știință prezic că detectorul este găsit la 201 muoni neutrino. Dar în timpul experimentului au fost detectate doar 33 de astfel de particule. În același timp, oamenii de știință au descoperit șase neutrini de electroni, în timp ce zgomotul a trebuit să facă o singură particulă detectată.
În rapoartele științifice, participanții la experiment au prezentat rezultatele prelucrării aproximativ opt la sută din cantitatea estimată de date. Conform publicației, ierarhia normală a neutrinilor este confirmată preliminar.
NOvA este un detector masiv de neutrini situat în Minnesota. La 800 de kilometri de acolo există o sursă de neutrino muon - Fermilab (Illinois). Faza neutrinilor se mișcă subteran, oscilează și, ulterior, ajunge la detector. Potrivit oamenilor de știință, informațiile despre ierarhia maselor vor rezolva o serie de aspecte-cheie, în special dacă neutrinul este un antiparticul pentru sine.
Experimentul NOVA privind cercetarea pentru neutrini
Neutrinii sunt una dintre cele mai evazive și interesante particule subatomice pe care oamenii de știință încearcă să le învețe. O mai bună înțelegere a acestor mici particule care interacționează slab poate să deschidă noi domenii ale științei și să ne ajute să înțelegem natura universului. O pereche de obiecte situate la o distanță de 800 kilometri unul de celălalt în vestul mijlociu al Statelor Unite poate fi primul pas în acest proces. După cinci ani de construcție, experimentul NOvA este gata să studieze neutrinii atâta timp cât zboară aceste 800 de kilometri în cel mai scurt timp.
Neutrinii sunt dificil de studiat, deoarece, datorită însăși naturii lor, ele rareori interacționează cu alte forme de materie. Ele au fost descoperite abia în mijlocul secolului al XX-lea, când li sa dat numele, adică "mic și neutru" în italiană. Nu există nici o modalitate de a stoca neutrinii pentru studii pe termen lung, deoarece pentru un neutrino nu contează dacă este solid. Neutrinii pot trece prin kilometri de materie solidă aproape fără urmă. Uneori însă, neutrina intră în nucleul atomului și deviază. Este vorba de această ciocnire care va studia NOVA.
Nova experiment utilizează interacțiunea slabă a neutrinilor, care le permite să treacă prin pământ de la un punct la altul - în acest caz, de la Fermilab din Batavia la un detector masiv în Ash River, Minnesota, în apropiere de granița cu Canada. detector de 14.000 de tone, în Minnesota, nu este mult mai greu decât pentru neutrini decât scoarța terestră, astfel încât Fermilab va trimite un număr mare de neutrini direct la detector. instrument Detector de fapt este format din straturi de clorură de polivinil (PVC), umplut cu un lichid care emite lumină atunci când a lovit neutrino. Fermilab consideră că, în continuare detector novă poate fi cea mai mare structură autosustinere în lumea plastic.
În fiecare secundă de operare în următorii șase ani, oamenii de știință vor trimite trilioane de neutrini spre nordul Minnesotei pentru a descoperi cel puțin o mână de interacțiuni. Detectorul NOvA este situat într-o zonă îndepărtată din nordul Minnesotei, deoarece detectoarele trebuie să fie extrem de sensibile pentru a observa interacțiunile rare de neutrini. Chiar și la o distanță de câțiva kilometri de zgomotul electromagnetic al civilizației, razele cosmice împiedică detectorul să detecteze neutrinii. Deși este posibil. Oamenii de stiinta au un avantaj: stiu exact unde si cati neutroni ies, nivelul lor de energie si momentul exact in care fiecare dintre ele trebuie sa treaca prin detector.
Care este semnificația tuturor acestor lucruri? NOVA este special adaptată pentru a investiga modul în care neutrinii comută între trei state diferite pentru o anumită perioadă de timp. Acest lucru ne poate ajuta să răspundem la una dintre principalele întrebări din fizică: de ce există ceva și nu nimic? După Big Bang, a existat un anumit dezechilibru în cantitatea de materie și antimaterie, care a împiedicat universul tânăr să anihileze la zero, dar de ce? Neutrinii pot fi cauza, dar oamenii de stiinta au nevoie de mai multe date pentru a lucra prin detalii.
Trimiteți-le prietenilor: