Физики измерили ключевой параметр превращения нейтрино

Наши точные измерения закончат описание нейтринных осцилляций и проложат путь к пониманию асимметрии материи и антиматерии во Вселенной.

Нейтрино - электрически нейтральная элементарная частица, которая возникает в результате ядерных реакций разного типа, в частности на ядерных реакторах, или рождается на Солнце и попадает на Землю с космическими лучами. Она отличается крайне высокой проникающей способностью. Нейтрино может пролететь сквозь сотни метров бетона и "не заметить" препятствия.

Физиков интересует так называемая осцилляция нейтрино - способность частиц менять "аромат". Всего есть три "аромата" нейтрино: электронные (рождаются в ядерных реакторах), мюонные (при распаде пионов) и тау-нейтрино (возникают при столкновении частиц в ускорителях).

Участники эксперимента Дайя-бэй исследуют один из типов таких превращений - переход электронного нейтрино в тау- и мюонные нейтрино.

В эксперименте используются восемь детекторов, помещенных глубоко под землей в трех экспериментальных залах. Они будут фиксировать антинейтрино, которые генерирует ядерные реакторы электростанций на юге Китая. Первый, "ближний" экспериментальный зал с двумя детекторами находится в трети километра от электростанции Дайя-бэй, второй, тоже с двумя детекторами, - в полукилометре от электростанции Лин Ао.

Третий зал с четырьмя детекторами расположен в двух километрах от реакторов, на расстоянии, на котором антинейтрино достигают максимальной амплитуды своих "колебаний". Детекторы тщательно изолированы от космических лучей и заполнены веществом, сцинтиллирующим (дающим вспышки) при попадании нейтрино.

Для описания осцилляций нейтрино используют так называемую матрицу Понтекорво-Маки-Накагавы-Сакаты, в верхней строке которой стоят так называемые углы смешивания тета-12, тета-23 и тета-13. Первые два значения уже известны, а значение третьего, самого маленького, было ограничено сверху.

Теперь ученые заявили, что им, наконец, удалось измерить параметр тета-13.

Эксперимент получил ненулевое значение для угла смешивания нейтрино тета-13 со статистической значимостью 5,2 стандартного отклонения (для открытия требуется уровень 5 стандартных отклонений)... Анализ показал, что квадрат синуса удвоенного угла тета-13 равен 0,092, - говорится в статье ученых.

Всего за 55 дней сбора данных ближние детекторы зафиксировали более 80 тысяч электронных антинейтрино, а дальние - 10,4 тысячи. При этом отношение ожидаемого и наблюдаемого числа антинейтрино составило 0,94.