Добавил:
okley
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика нейтрино (2 сем, мага) / Лекция 9
.pdf
В апреле 2020 года коллаборация T2K опубликовала результаты, сильно
ограничивающие фазу δ CP . Результаты с достоверностью 95% отвергают гипотезу об отсутствии CPнарушения (включая возможность того, что δ CP равно π). Результаты также отвергают на уровне
значимости 3σ (99,7%) почти половину возможных значений этого параметра и дают сильный намек на
то, что CP-нарушение может быть большим в нейтринном секторе.
В дальнем детекторе
зарегистрировано 90
событий, которые были
классифицированы как
взаимодействия
электронных нейтрино,
и 15 взаимодействий
электронных
антинейтрино.
Параметр, определяющий степень нарушения симметрии между веществом и антивеществом δcp, может принимать значения в интервале от -180° до 180°.
При δcp значениях 0° или 180°
мюонные нейтрино и антинейтрино
превращались бы в электронные
нейтрино и антинейтрино с одинаковой
вероятностью. СР нарушения нет.
Для значения δcp = -90°, которое
соответствует максимальной
вероятности осцилляций нейтрино,
ожидалось 82 взаимодействия
электронных нейтрино и 17
взаимодействий электронных
антинейтрино.
Значение δcp = +90°, которое
соответствует максимальному
увеличению вероятности осцилляций
антинейтрино, привело бы к
наблюдению 56 взаимодействий электронных нейтрино и 22 взаимодействий электронных
антинейтрино.
Примерно на таком же уровне (даже чуть большем, около 99,7%) определили значения
параметров, позволяющих оценить степень нарушения CP-симметрии в количественных терминах.
Для этого в физике элементарных частиц применяют так называемый инвариант Ярлскуг,
который принято обозначать J. Он назван в честь шведского физика-теоретика Сесилии Ярлскуг (Cecilia
Jarlskog), которая предложила этот критерий в 1973 году.
При точном соблюдении СР-симметрии J строго равен нулю, однако увеличивается по модулю
при ее нарушениях. В процессах с участием кварков он приблизительно равен 3×10−5. Как показал
новый эксперимент, в процессах с участием нейтринных осцилляций J несколько превышает 10-2.
В любом случае, даже столь грубая оценка позволяет предположить, что в этих процессах CPсимметрия нарушается намного сильнее, чем в кварковых превращениях.
Прямое наблюдением появления тау – нейтрино в пучке мюонных
нейтрино.
OPERA Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus)
детектор OPERA,
расположенный в Гран-Сассо,
предназначен для изучения
«Эмульсионные кирпичи» состоят из 57 пластин
ядерных фотоэмульсий, чередующихся с 56
пластинами из свинца. Толщина пластин составляет 1
мм и 3мм соответственно. Вес блока 8.3 кг. Вне
«Эмульсионных кирпичей» между их рядами
добавляют съемную эмульсионную прослойку
толщиной в 3 мм). Если происходит взаимодействие
нейтрино с мишенью, то предварительно это
проверяют, исследуя CSCS обеспечивает привязку с
точностью до 2.5 мкм. Детектор состоит из двух
идентичных супермодулей. Размеры детектора 10 м ×
10 м × 20м.
мюонных нейтрино, которые
рождаются в результате
столкновений протонных
пучков на SPS в ЦЕРНе
и превращаются в тау-нейтрино
на пути 732 км. Средняя энергия
нейтрино 17 ГэВ.
Каждый модуль делится на
три основные части – это
мишень и два боковых
мюонных спектрометра.
Каждая мишень весит около
625 тонн и состоит из 75000
«эмульсионных кирпичей»
Каждый мюонный
спектрометр состоит из
биполярных магнитов
массой 990 тонн и
вертикальных дрейфовых
трубок длиной 8 метров.
К настоящему времени в эксперименте OPERA найдено уже десять тау-нейтрино:
событий,
адрон
6
адрона
события,
33
событие
1
Эксперимент NOVA 14Kt полихлорвиниловые ячейки, заполненные сцинтиллятором.
4
~
~
~
~
νµ→ν
58 (фон 15)
е
19 (фон 5,3)
e
1 Т2К и OPERA прямое
наблюдение изменение
аромата нейтрино.
2. Первое наблюдение
CPV в лептонном секторе.
3. Существенное
ограничение на значение
фазы CPV
4. Наблюдение
когерентного рассеяния
22
NG
нейтрино.
5. Указание на
существование стерильных
нейтрино. На таком расстоянии
νµ не могут переходить в ν
2
E
е.
СР нарушение.
()(
А
СР
РР
()(
РР
)
ее
~~
)
ее
Фаза может быть найдена из соотношения
(еР
-
)(еР
≈
)
13
.
sinsin
NOVA = 0,17π, все остальные эксперименты =
1,5π
Планы на будущее
Эксперимент T2K действовал до 2020 года. В 2021 году были получены первые данные
с гадолинием в Super-Kamiokande (нейтрино и антинейтрино в SK)
Целями физики T2K-II являются измерение параметров осцилляций θ23 и Δm
и 1% соответственно, а также подтверждение на уровне 3 σ или более асимметрии материи-антиматерии
в секторе нейтрино в широком диапазоне возможных истинных значений δCP – параметра,
ответственного за асимметрию CP.
2
с точностью 1,7°
23
Вторая фаза эксперимента T2K-II начнется в 2023 году и продлится до 2026 года, после чего
начнется эксперимент HK.
Детектор « Гипер – К » (Камиока). Запуск в 2027 году.
Более отдаленные планы
Детектор «Т2КК» (Южная Корея)
Предполагается наблюдать второй максимум осцилляций при больших
энергиях нейтрино.
Задача 1 (К2К).
Точность в определении минимальной и максимальной энергии нейтрино
30 МэВ, 3ГэВ, n = 1.33
β
58.0135/30210135/2 Тm
= 0.75
пор
β = 1, cos = Sin
4 Посчитать коэффициент асимметрии для данных Т2К 90ν
2
=0.435, N = 475x0.435x 3000/2 х 0.2 0,4%
е
15
е
Соседние файлы в папке Физика нейтрино (2 сем, мага)