محققان خدمات گسترده SuperKamiokande آشکارساز از قایق بادی.

Kamioka رصدخانه/ICRR (موسسه اشعه کیهانی تحقیقات)/دانشگاه توکیو

نوترينو تقریبا بدون جرم و به سختی قابل تشخیص ذرات زیر اتمی که پور از ستاره ها و راکتورهای هسته ای, رفتار متفاوت از خود را ضد ماده همتایان antineutrinos گزارش فیزیکدانان کار با جوانان, ذره سنج در ژاپن است. نتیجه این است که به دور از قطعی اما عدم تقارن شناخته شده به عنوان شارژ-برابری (CP) نقض می تواند کمک به توضیح دهید که چگونه نوزاد جهان تولید بیشتر ماده نسبت به ضد ماده و چرا ستارگان و سیارات و مردم امروز وجود دارد. آن را نیز باید تشویق فیزیکدانان که در حال برنامه ریزی حتی بزرگتر neutrino آزمایش است که هدف به طور قطعی نشان دادن عدم تقارن و اندازه گیری آن را دقیقا.

“این هیجان انگیز می گوید:” پاتریشیا Vahle تجربی neutrino فیزیکدان در کالج ویلیام و مری بود که درگیر در کار است. “شاید آن را نمی خواهد بود دهه تا زمانی که ما می توانیم کشف نقض CP. شاید آن را فقط بیش از افق است.”

نوترينو آمده در سه نوع الکترون و میون و تاو—و مانند آفتاب پرست می توانید آنها را تغییر نوع آنها به عنوان فایل های فشرده همراه در نزدیکی سرعت نور است. برای مثال یک الکترون neutrino از خورشید می تواند جلوه های ویژه گرافیکی را به یک تاو neutrino قبل از رسیدن به زمین است. به مطالعه چنین neutrino نوسانات فیزیکدانان با آزمایش T2K آتش میون نوترينو یا antineutrinos—تولید شده با کوبیدن پروتون به یک گرافیت هدف—از ژاپن پروتون در شتابدهنده تحقیقات پیچیده (J-PARC) در Tokai به SuperKamiokande (Super-K) یک مخزن زیرزمینی 295 کیلومتر است که دارای 50000 تن از ultrapure آب و اندود شده با 13,000 نور-سنجش phototubes.

به ندرت یک میون neutrino برخورد با یک هسته در آب و تبدیل به یک میون که رگه های از طریق آب برای تولید یک موج شوک از نور است که کست ثبتشده دایره در phototubes. حتی به ندرت میون neutrino مورف به یک الکترون neutrino در سفر به سوپر K. آن و سپس در تعامل با آب برای تولید یک الکترون که کست fuzzier دایره در phototubes. زمانی که T2K اجرا می شود با antineutrino پرتوهای چنین فعل و انفعالات تولید یا antimuon یا positron که سیگنال های موازی کسانی که تولید شده توسط muons و الکترون.

پس از یک دهه از شلیک تریلیون پروتون در هدف خود را در هر ثانیه T2K محققان تا به حال شمارش فقط 90 الکترون نوترينو و 15 الکترون antineutrinos. شمارش بودند به اندازه کافی بزرگ برای این گروه برای رسیدن به یک وسوسه انگیزی نتیجه گیری. میون نوترينو تبدیل به الکترون نوترينو در یک نرخ بالاتر از میون antineutrinos تبدیل به الکترون antineutrinos این 357-تیم قوی گزارش امروز را در طبیعت.

این حلقه ای از نور در SuperKamiokande آشکارساز نوید تشخیص یک الکترون neutrino.

T2K همکاری های بین المللی

تفاوت در نوسان نرخ برای نوترينو و antineutrinos نقض CP تقارن است که می گوید بیشتر یا کمتر که فیزیک باید همان نگاه اگر شما مبادله ذرات برای antiparticles و معکوس خود می چرخد. برخی از نقض CP ضروری به نظر می رسد چرا که نوزاد جهان ظاهرا تولید بیشتر ماده نسبت به ضد ماده; در غیر این صورت این دو را نابود یکدیگر به طور کامل. پس از دهه 1960 دانشمندان مشاهده کرده اند یک اشاره از نقض CP مربوط به ذرات زیر اتمی به نام کوارک اما بیش از حد کمی به توضیح کیهانی عدم تعادل.

پیدا کردن نقض CP در میان نوترينو است یک اشاره که بزرگتر منابع از عدم تقارن در محل کار در جهان اولیه. نوترينو خود را بیش از حد باریک به انجام این کار, اما هر نوع neutrino ممکن است به یک مقدار سنگین تر و به اصطلاح استریل neutrino که تعاملات را منتقل تعادل است. لکه بینی نقض CP در میان عادی نوترينو کمک خواهد کرد “تقویت” این تصویر Vahle می گوید.

T2K نتیجه قطعی نیست: آن را تنها قوانین امکان نقض CP در سطح اطمينان 95%—و نه حتی 99.7% سطح است که فیزیکدانان نیاز به ادعا شواهد قوی اجازه دهید به تنهایی کشف یک اثر است. هنوز هم آن را تشویق می گوید چانگ Kee یونگ عضو T2K تیم از دانشگاه استونی بروک. فیزیکدانان تعیین مقدار نقض CP در میان نوترينو با یک زاویه—مانند رفتن از یک سوزن در یک قطب نما—و تا کنون T2K نتایج نشان می دهد که سوزن ها در یک جهت است که حداکثر مقدار CP نقض یونگ می گوید.

در عین حال Vahle سخنگوی یک رقیب آزمایش به نام NuMI خارج از محور νe ظاهر (نوا) خواستار احتیاط. پس از سال 2014 نوا محققان اخراج میون نوترينو از Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) به یک آشکارساز 810 کیلومتر در خاکستر رودخانه مینه سوتا. تا کنون نتایج خود را نشان می دهد, با کمتر دقت که چکيده نقاط قطب نما در جهت عدم نقض CP در همه Vahle می گوید. “من انتظار می رود ارزش واقعی خواهد بود جایی در میان” او می گوید.

برای کمک به حل و فصل اختلاف فیزیکدانان در حال برنامه ریزی و حتی آزمایش بزرگتر برای بعد از آن در این دهه است. در ایالات متحده دانشمندان قصد شلیک نوترينو 1300 کیلومتر از vogue. co. uk به اعماق زمین Neutrino آزمایش یک دستگاه حاوی 40000 تن منجمد مایع آرگون ساخته شود 1.6 کیلومتر زیرزمینی سرب در داکوتای جنوبی. در ضمن محققان در ژاپن به تازگی موفق به دریافت تایید به جای Super-K با HyperKamiokande یک جفت از آشکارسازهای شامل 500,000 تن آب در هر. یونگ می گوید T2K محققان امید برای اجرا تا سال 2025 یا 2026 طولانی به اندازه کافی برای رد کردن هیچ نقض CP با بیشتر از 99% اعتماد به نفس.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de