Nowe wyniki NOvA pogłębiają tajemnicę neutrino: masy i CP naruszenia nierozwikłane

WarsawMiędzynarodowa grupa NOvA zaprezentowała nowe odkrycia na konferencji Neutrino 2024, która odbyła się 17 czerwca w Mediolanie, we Włoszech. Zgromadzili oni dwukrotnie więcej danych na temat neutrin w porównaniu do stanu sprzed czterech lat. Zebrane dane obejmują nowy zestaw niskoenergetycznych neutrin elektronowych. Najnowsze wyniki potwierdzają wcześniejsze ustalenia, ale teraz są one bardziej precyzyjne.

Oto główne punkty:

• Dane zdecydowanie bardziej wspierają "normalny" porządek mas neutrino.
• Najnowsze dane pozwalają na bardzo dokładny pomiar większej różnicy między kwadratami mas neutrino.
• Normalny porządek ma przewagę nad odwróconym w stosunku prawie 7:1.

Projekt NOvA jest zarządzany przez Fermi National Accelerator Laboratory w Illinois, które jest częścią Departamentu Energii USA. Fermilab wysyła wiązkę neutrin na odległość 800 kilometrów do detektora w Ash River w Minnesocie. Naukowcy badają, jak neutrina i antyneutrina zmieniają swój typ podczas tej podróży. Ten proces jest znany jako oscylacja neutrin.

NOvA ma na celu zrozumienie układu mas neutrin. Naukowcy wiedzą, że istnieją trzy rodzaje neutrin, z których każde ma inną masę, ale nie znają dokładnej wartości tych mas ani tego, które z nich jest najcięższe. Istnieją dwie możliwe koncepcje uporządkowania: zwykła hierarchia masowa i odwrócona hierarchia masowa. W przypadku zwykłej hierarchii dwa neutrina są lekkie, a jedno cięższe. W odwróconej hierarchii jedno neutrino jest lekkie, a dwa są cięższe.

Najnowsze odkrycia wskazują na niepewności związane z właściwościami oscylacji neutrin. Naukowcy potrzebują więcej informacji, aby zrozumieć, jak kolejność mas oraz naruszenie symetrii ładunku i parzystości (CP) wpływają na te oscylacje. Dane sugerują, że obie kolejności mas są możliwe, ale wiążą się z różnymi poziomami naruszenia symetrii CP.

Zobacz również:

Dzisiaj · 07:03

Nowa naukowa perspektywa na ametystowe geody z Urugwaju

Oto kilka spostrzeżeń:

Współpraca zaobserwowała umiarkowaną ilość oscylacji, które pasują do obu scenariuszy porządkowania mas z różnymi naruszeniami symetrii CP. Wykluczyli oni określone kombinacje tych dwóch właściwości. Aby w pełni zrozumieć oscylacje neutrin, potrzebują więcej niż jednego pomiaru.

Eksperyment NOvA rozpoczął się w 2014 roku i będzie trwał do początku 2027 roku. Zespół zamierza zgromadzić dwa razy więcej danych dotyczących antyneutrina oraz udoskonalić swoją analizę. Te działania pomogą w przyszłych eksperymentach, które mają na celu lepsze zrozumienie neutrino.

Erika Catano-Mur, badaczka z William & Mary, stwierdziła, że łączenie danych z różnych eksperymentów reaktorowych pomaga lepiej zrozumieć kolejność masową. Jeremy Wolcott, badacz z Uniwersytetu Tufts, wyjaśnił, że potrzebujemy wielu eksperymentów, aby uzyskać pełny obraz. Zoya Vallari, badaczka z CalTech, dodała, że obecne eksperymenty wciąż zbierają ważne dane, dostarczając nam nowych informacji o fizyce.

Grupa NOvA składa się z ponad 200 naukowców pochodzących z 50 instytucji znajdujących się w ośmiu krajach. Dzięki większej ilości danych i lepszej analizie, dążą do głębszego zrozumienia neutrino.