Reactor Bay Daya lê neutrinos

 

 

Os físicos que trabalham no Reactor Bay Daya experiência de neutrinos na China fizeram a melhor medida até agora de uma propriedade fundamental dos neutrinos - o "ângulo de mistura" θ 13 , que descreve a relação entre o certo sabor e os estados de massa dos neutrinos. O experimento medido sin 2 2θ 13 , trabalhando a taxa à qual antineutrinos electrões desaparecer após ser produzido em vários reactores nucleares. Os pesquisadores descobriram pecado 2 2θ 13 para 0,092 com significância estatística de 5.2σ - um elevado nível de certeza de que é geralmente associada a uma "descoberta" na comunidade de física de partículas.

O valor relativamente grande para o pecado 2 2θ 13 deveria torná-lo muito mais fácil fazer experimentos de longa linha de base de neutrinos, que por sua vez, poderia fornecer pistas importantes para resolver o mistério de por que a matéria, em vez de antimatéria, domina o universo. Daya Bay é uma parceria entre 19 chineses e 16 universidades norte-americanas e é a maior instalação científica internacional a ser construído em solo chinês. A primeira fase do experimento foi concluído no ano passado e este primeiro valor do pecado 2 2θ 13 foi obtido a partir de dados obtidos ao longo de 55 dias a partir de dezembro do ano passado.

Salões de sucesso

Neutrinos vêm em três "sabores" - elétron, múon e tau - com os neutrinos capazes de alterar ou "oscilar", entre os diferentes tipos.No entanto, os físicos também acreditam que os neutrinos pode ser descrita em termos de combinações de três estados de massa - 12 e 3 . Interferência entre estes estados massa dá origem às oscilações observadas de neutrino sabor - após um certo período de tempo, um neutrino do elétron pode mudar em um neutrino do múon ou tau, por exemplo.

Embora os físicos mediram muitos dos parâmetros que descrevem esta sabor / sistema de massa, a incerteza tem reinou sobre θ 13 , que é uma medida de como a 1 e 3 estados de massa são combinados dentro dos estados de sabor. Três outras experiências - T2K no Japão, MINOS na Chooz EUA e duas vezes em França - foram todas feitas medições preliminares de sin 2 2θ 13 , cada um em formas diferentes, obtendo-se valores de 0,11, 0,04 e 0,086, respectivamente. Enquanto essas medidas têm um significado muito menor do que o resultado estatístico Bay Daya, todos eles concordam dentro de incertezas experimentais.

O experimento chinês detecta antineutrinos de elétrons produzidos por decaimento beta nuclear em duas instalações vizinhas - a baía Daya e usinas Ling AO. Ele tem seis detectores separados, localizados em três diferentes salões subterrâneos, onde são protegidos da radiação cósmica. Uma sala é relativamente perto de cada um dos Daya Bay e usinas Ling AO, enquanto a terceira é de cerca de 2 km de distância de ambos os reatores. Ao comparar os fluxos antineutrino gravados perto dos reatores com o fluxo medido mais longe, os físicos podem trabalhar para fora como a taxa na qual antineutrinos desaparecer à medida que viajam através da Terra.Esta taxa de, juntamente com parâmetros conhecidos neutrinos, pode ser usado para calcular sin 2 2θ 13 .

"Embora estejamos ainda dois detectores tímidos do planejamento experimental completo, nós tivemos um sucesso extraordinário para detectar o número de antineutrinos de elétrons que desaparecem à medida que viajam das reatores para os detectores de 2 km de distância", afirma Kam-Biu Lucas de da Universidade da Califórnia, Berkeley, que dirige a parte dos EUA da equipe.

Matéria-antimatéria desequilíbrio

Hervé de Kerret, que é porta-voz para o experimento Chooz Duplo, congratula-se com as novas descobertas, chamando-lhes "uma bela confirmação de nossa medida". Ele acrescenta que o valor relativamente grande de pecado 2 2θ 13 é um bom augúrio para os físicos pretendem fazer longa linha de base experimentos que comparam as propriedades de neutrinos para antineutrinos. Um desses projetos é a longa linha de base Neutrino Experiment (LBNE) proposto por físicos do Fermilab em os EUA. O LBNE enviará neutrinos e antineutrinos a uma distância de cerca de 1300 km, a fim de procurar uma diferença em suas taxas de oscilação. Essa diferença seria violar o Modelo Padrão da física de partículas, que incorpora uma simetria fundamental entre partículas e antipartículas conhecidos como CP ("carga-paridade") simetria.

Encontrar física além do Modelo Padrão seria interessante o suficiente, mas se a violação CP foram observados em neutrinos, que sugerem que essas partículas minúsculas e quase sem massa poderia ter desequilibrado a balança entre a matéria ea antimatéria no universo primordial - produzindo a matéria-dominado universo que vemos hoje. Físicos da Daya Bay vai instalar dois novos detectores antineutrino ainda este ano, o que deverá impulsionar ainda mais a precisão do pecado 2 2θ 13 valor quando o experimento começa a tomar os dados novamente.

fonte:http://physicsworld.com/cws/article/news/48903

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