新大亚湾合作的结果关于中微子的转变

大田湾中微子实验的新结果

大亚湾中微子实验旨在提供对中微子振荡的新认识,有助于回答一些关于宇宙最神秘的问题。这里显示的是大亚湾探测器上的光电倍增管。(摄影:Roy Kaltschmidt)

来自大田湾中微子实验的科学家宣布了最新的结果,包括亚底块的高精度测量和中微子群体差异的差异。

国际大亚湾合作宣布了关于中微子 - 难以转变的新成果 - 难以实现的幽灵般的颗粒,这些颗粒携带关于早期宇宙的构成的宝贵线索。The latest findings include the collaboration’s first data on how neutrino oscillation – in which neutrinos mix and change into other “flavors,” or types, as they travel – varies with neutrino energy, allowing the measurement of a key difference in neutrino masses known as mass splitting.

“了解中微子振荡的微妙的细节和其他属性的可变形粒子可能会帮助解决一些我们的宇宙的奥秘,“吉姆说Siegrist,高能物理科学副主任在美国能源部(DOE),美国参与的主要资助者大亚湾。

美国科学家在大田湾实验的规划和运行方面发挥了重要作用,旨在填补中微子振荡和质量等级的细节,这将为科学家提供侵犯基本对称的新方法。例如,如果科学家们检测到超出期望的中微子和Antineutrinos振荡的方式检测差异,那将是指控平价(CP)违规的迹象,其中一个必要条件是导致事项在早期的反症问题宇宙。关于大众分裂的日子湾实验的新结果代表了了解Neutrinos今天如何与我们宇宙的结构有关的重要一步。

“质量分裂代表了中微子振荡的频率,”美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的kum - biu Luk说,他是大亚湾合作组织的联合发言人,确定了实验的理想地点。“混合角,振荡的另一种量度,代表振幅。这两者对于理解中微子的本质都是至关重要的。Luk是伯克利实验室物理部的资深科学家,也是加州大学伯克利分校的物理学教授。

大田湾协作,其中包括来自六个地区和国家的200多家科学家,由Doe的Berkeley Lab和Brookhaven国家实验室(BNL)领导美国。大田湾实验靠近中国东北55公里的大马湾和凌奥核电站。大田湾合作的最新成绩将在中国北京北京的中微芽工厂,超级梁和β梁上的xvth国际研讨会上公布。

“这些新的精确测量是一个很好的迹象表明,我们的努力将得到更深入的了解物质结构和宇宙的演变 - 包括为什么我们完全拥有宇宙,”一名高级斯蒂夫克特尔说Scientist at BNL and U.S. Daya Bay Chief Scientist.

美国对大亚湾实验的贡献包括协调探测器工程;完善大亚湾探测器用来追踪中微子的液体配方;监督用于观察中微子相互作用和介子的光探测器系统;搭建压克力液体容器和检测器填充及自动校准系统;构建子否决系统;开发必要的软件和数据分析技术;管理整个项目。

测量中微子的质量和味道

新大亚湾成绩

大亚湾的探测器被浸在介子否决系统的大型水池中。(摄影:Roy Kaltschmidt)

中微子有三种“味道”(电子、介子和tau),每一种都以三种质量的混合物的形式存在。测量中微子从一种味道到另一种味道的振荡,可以给科学家提供关于每种味道占据每种质量状态的概率(混合角度)和这些质量之间的差异(质量分裂)的信息。

大亚湾用电子中微子来测量中微子振荡——实际上是反中微子,本质上和中微子在这类测量中是一样的。6个强大的核反应堆每秒钟会产生数百万的千万亿个中微子。当它们到达两公里外的地下探测器时,有些似乎消失了。

丢失的中微子不会消失;相反,它们发生了变化,改变了味道,变得对探测器不可见。它们转换的速率是测量混合角的基础,而质量分裂是通过研究转换速率如何依赖于中微子能量来确定的。

大亚湾的第一个结果于2012年3月公布,并确定了出人意料的大的混合角theta 1 - 3,这是长期寻找的三个中微子混合角中的最后一个。来自大亚湾的新结果给出了这种混合角度的精确数字213= 0.090加或减去0.009。精度的改进是具有更多数据来分析和具有额外测量振荡过程如何随Neutrino能量而变化的额外测量结果。

能量依赖测量也打开了新分析的窗口,帮助科学家们在三种群众中梳理了微量差异。从日本的Kamland实验,他们已经知道的差异或“分裂”在三个大众州中的两个中很小。他们认为,基于Fermilab的MINOS实验,第三种状态至少为5倍或更大的五倍。大亚湾科学家现在已经测量了该质量分裂的大小,|ΔM2ee为(2.59±0.20)x 10-3电动汽车2

结果表明,电子中微子具有所有的三种质量态,与MINOS测量的介子中微子的质量态一致。对能量依赖性的精确测量应该有助于建立一种“等级”的目标,或对每种中微子味道的三种质量状态进行排名。

MINOS和日本的超级K和T2K实验,先前已经确定了互补有效的质量分裂(ΔM2μμ.)使用Muon Neutrinos。这两个有效质量分裂的精确测量将允许计算两个质量平方差(Δm232和Δm231)在三个大众国家中。KamLAND和太阳中微子实验之前已经测量到了质量平方差δm221通过观察离探测器约100英里的反应堆中电子反中微子的消失,以及太阳上中微子的消失。

加州大学伯克利分校和伯克利实验室的比尔·爱德华兹(Bill Edwards)是大亚湾的美国项目和运营经理,他说:“能够越来越精确地测量这些微妙的影响,是设计和建造这个特殊实验的科学和工程团队的一个证明。”

美国科学家也在为未来的中微子项目——长基线中微子实验(LBNE)——奠定基础。这个实验将使用费米国家加速器实验室的高强度加速器来产生高能的介子中微子,并将它们对准南达科塔1300公里外的探测器,这一距离距离中微子源到探测器需要观察高能介子中微子的转变。LBNE除了作为振荡证据的一种中微子消失之外,还会在远处的探测器上探测到另外两种味道的出现。LBNE和其他全球中微子实验的综合结果将给科学家们提供新的方法来测试基本对称的违反,并为理解当今宇宙的结构开辟了其他途径。

额外的信息

  • 有关国际大田湾协作的更多信息在这里
  • 阅读协作的第一个结果上的新闻发布在这里
  • 查看实验建造过程的幻灯片在这里
  • 有关CP违规的更多信息在这里

图片:Roy Kaltschmidt

是第一个评论关于“新的大田湾合作导致中微子的转变”

留下你的评论

邮箱地址可选。如果提供,您的电子邮件将不会被发布或共享。