A NOvA egy kísérlet a neutrínó oszcillációinak tanulmányozására [1] . 2014-ben kezdett dolgozni [2] .
Mint ismeretes, a bizonyos leptonszámú neutrínók ( , , és ) nem esnek egybe bizonyos tömegű ( , és ) állapotokkal, hanem azok szuperpozíciója :
ahol egy 3 x 3 egységes mátrix Ha a , és állapotok tömege különböző ( ), akkor a , és a neutrínók , amelyek például magreakciók során keletkeznek, nem stacionárius állapotok , hanem hagyva önmaguk idővel barátokká válnak és vissza. Ez a jelenség matematikai szempontból hasonlít a kapcsolt ingarendszer ütemeire , és neutrínó oszcillációként ismert .
A transzformációs mátrix általában négy paramétertől függ: három Euler-szögtől és fázistól :
A fázisegyenlőtlenség nulla vagy a CP-invariancia megsértését jelenti . A kvark-keverő mátrix hasonló paramétere felelős a CP-paritás megsértéséért a K-mezon bomlásaiban .
Elektronneutrínókkal végzett kísérletekben mért értékek : napenergia és reaktor .
A NOvA kísérlet célja a mennyiségek mérése és . Ehhez megfigyelhető a müonneutrínó ( ) „eltűnése” és elektronikussá ( ) átalakulása , és hasonló folyamatok, amelyekben antineutrínó – .
A kísérlet a fermilabi gyorsító által létrehozott NuMI müonneutrínó nyalábját és két detektort használ : egy közeli 1 km-re a neutrínóforrástól és egy távoli 810 km távolságra, Minnesotában [3] .
A neutrínó nyaláb a következőképpen jön létre: 120 GeV energiára gyorsított protonok esnek egy grafit célpontra; ennek során többek között pionok és kaonok születnek . Speciális konfigurációjú mágneses mező segítségével fókuszálják őket, és ha bomlanak, neutrínók (antineutrínók), főleg müonok [4] keletkeznek . A kísérletezők szerint jelenleg (2018) ez a világ legerősebb neutrínónyalábja [5] .
A 14 000 tonnás távoli detektor mérete 15 x 15 x 60 m, a közeli detektor tömege 300 tonna és méretei 4 x 4 x 15 m [6] . Mindkét detektor készüléke azonos - folyadékszcintillátorral töltött polivinil-klorid cellákból állnak, amelyekből a fényimpulzusokat speciális optikai szál gyűjti össze . A közeli detektor a föld alatt, 100 m mélységben, a távoli pedig a felszínen található [3] .
Az oszcillációk miatt a távoli detektor által regisztrált részecskék összetételének el kell térnie az eredeti nyaláb összetételétől: kevesebb müonneutrínó van, és elektronneutrínók jelennek meg, amelyek nem voltak benne.
2014 februárjától 2017 februárjáig neutrínó sugárral, 2017 februárjától napjainkig antineutrínó sugárral végezték a kísérletet. Ezalatt az idő alatt az első módban 8,85 10 20 proton ütközésnek a céllal, a második módban pedig 6,91 10 20 proton-ütközésnek megfelelő statisztikai adatok halmozódtak fel (mivel a neutrínó sugár intenzitását nem lehet közvetlenül mérni, ezt közvetetten becsülik a primer nyalábban lévő protonok számával) [6] .
Ez idő alatt (figyelembe véve az események különböző szempontok szerinti, az eredeti cikkekben részletesen leírtak szerinti kiválasztását) a távoli detektor rögzítette [5] :
A neutrínó és antineutrínó rezsim adatainak közös elemzése [5] közvetlen tömeghierarchiát ( ) jelez a konfidenciaszinten , a fázis legvalószínűbb értékeit, a keverési szöget és a tömegkülönbséget .
Kísérletek és detektorok a neutrínófizikában | |
---|---|
Felfedezések |
|
Üzemeltetési | |
Építés alatt |
|
Zárva |
|
Javasolt |
|
Törölve |
|