Eksperyment OPERA obserwuje oscylacje neutrin mionowych w neutrina taonowe

Data dodania: środa, 23 maja 2018, autor: nuclear.pl

Celem eksperymentu OPERA w podziemnym laboratorium Gran Sasso należącym do Włoskiego Narodowego Instytutu Badań Jądrowych (wł.: INFN) było wykazanie, że neutrina mionowe potrafią zmienić się w neutrina taonowe dzięki zjawisku zwanemu „oscylacją neutrin”. Za jego odkrycie w 2015 roku przyznana została Nagroda Nobla. W opublikowanym dzisiaj w Physical Review Letters artykule, OPERA ogłasza swój ostateczny rezultat, czyli obserwację 10 zdarzeń przemiany neutrina mionowego w taonowe.

Wynik ten stanowi jednoznaczny dowód na występowanie zjawiska oscylacji neutrin mionowych w taonowe na drodze z CERN gdzie były wyprodukowane, do odległego o 730km laboratorium GranSasso.

Istnieją trzy rodzaje lekkich neutrin: elektronowe, mionowe i taonowe. Można je rozróżnić po oddziaływaniu z materią, kiedy to zamieniają się w swojego naładowanego partnera, odpowiednio: elektron, mion i taon. Na przełomie wieku eksperymenty neutrinowe dostarczyły niezbitej ewidencji, że neutrina mionowe po przebyciu pewnego dystansu wykazują w oddziaływaniu z materią deficyt produkowanych mionów.

Ponieważ równocześnie nie zaobserwowano wzrostu liczby obserwowanych elektronów wywnioskowano, że neutrina mionowe oscylują głównie w neutrina taonowe. Wynik eksperymentu OPERA jednoznacznie potwierdza tę hipotezę poprzez bezpośrednią obserwację neutrin taonowych powstałych w wyniku oscylacji. Wyjaśnienie zagadki oscylacji neutrin rzuca nowe światło na te zagadkowe cząstki, w szczególności przybliżając zrozumienie ich mas.

Dane zebrane przez eksperyment OPERA są publicznie dostępne na działającym od 2014 roku portalu CERN Open Data Portal. Mogą one służyć niezależnym grupom badawczym do prowadzenia własnych badań, jak również do celów edukacyjnych.