Los científicos en el experimento NOvA vieron su primera evidencia de neutrinos oscilantes, confirmando que el detector extraordinario construido para el proyecto no solo funciona según lo planeado, sino que también está haciendo un gran progreso hacia su objetivo de un salto importante en nuestra comprensión de estas partículas fantasmales.
NOvA está en una búsqueda para aprender más sobre las partículas abundantes pero misteriosas llamadas neutrinos, que revolotean a través de la materia ordinaria como si no estuviera allí. Los primeros resultados de NOvA, publicados esta semana en la División de Partículas y Campos de la Sociedad Física Americanaconferencia en Ann Arbor, Michigan, verifica que el detector de partículas masivas del experimento, de 50 pies de alto, 50 pies de ancho y 200 pies de largo, se encuentra en el punto óptimo y detecta neutrinos disparados desde 500 millas de distancia.Rayos cósmicos y enfocados en las interacciones de neutrinos.
"La gente está encantada de ver nuestra primera observación de las oscilaciones de neutrinos", dijo el co-portavoz de NOvA, Peter Shanahan, del Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi del Departamento de Energía de los Estados Unidos. "Para todas las personas que trabajaron durante una década en el diseño, construir, poner en marcha y operar este experimento, es más que gratificante "
Los investigadores han recopilado datos de manera agresiva desde febrero de 2014, registrando interacciones de neutrinos en el detector lejano de 14,000 toneladas en Ash River, Minnesota, mientras la construcción aún estaba en marcha. Esto permitió que la colaboración reuniera datos mientras probaba los sistemas antes de comenzar las operaciones con el sistema completodetector en noviembre de 2014, poco después de que el experimento se completara a tiempo y por debajo del presupuesto. La construcción y las operaciones de NOvA cuentan con el apoyo de la Oficina de Ciencia del DOE.
El haz de neutrinos generado en Fermilab pasa a través de un detector subterráneo cercano, que mide la composición de neutrinos del haz antes de abandonar el sitio de Fermilab. Las partículas luego viajan más de 500 millas directamente a través de la Tierra, no se requiere túnel, oscilando o cambiando de tipoen el camino. Aproximadamente una vez por segundo, el acelerador de Fermilab envía billones de neutrinos a Minnesota, pero los esquivos neutrinos interactúan tan raramente que solo unos pocos se registrarán en el detector lejano.
Cuando un neutrino choca con un átomo en el detector de NOvA, libera un rastro característico de partículas y luz dependiendo del tipo que sea: un neutrino de electrones, muones o tau. El haz que se origina en Fermilab está hecho casi por completo de un tipo- neutrinos muónicos - y los científicos pueden medir cuántos de esos neutrinos muónicos desaparecen en su viaje y reaparecen como neutrinos electrónicos.
Si no ocurrieran oscilaciones, los experimentadores predijeron que verían 201 neutrinos muónicos llegar al detector de NOvA lejano en los datos recopilados; en cambio, vieron solo 33, prueba de que los neutrinos muónicos estaban desapareciendo a medida que se transformaban en los otros dos saboresDe manera similar, si no ocurrieran oscilaciones, los científicos esperaban ver solo una aparición de neutrinos de electrones debido a las interacciones de fondo. Pero la colaboración vio seis de estos eventos, evidencia de que algunos de los neutrinos muónicos faltantes se habían convertido en neutrinos electrónicos.
Experimentos similares de larga distancia como T2K en Japón y MINOS en Fermilab han visto estas oscilaciones de neutrinos muones a neutrinos electrónicos antes. NOvA, que tomará datos durante al menos seis años, está viendo resultados casi equivalentes en un período de tiempo más corto,algo que es un buen augurio para el ambicioso objetivo del experimento de medir las propiedades de los neutrinos que han eludido otros experimentos hasta ahora.
"Una de las razones por las que hemos hecho un progreso tan excelente es el impresionante equipo de acelerador y haz de neutrinos de Fermilab", dijo el co-portavoz de NOvA, Mark Messier, de la Universidad de Indiana. "Tener un haz de ese poder funcionando tan eficientemente nos da un verdaderoventaja competitiva y nos permite recopilar datos rápidamente "
El acelerador insignia de Fermilab estableció recientemente un récord mundial de haz de neutrinos de alta energía cuando alcanzó los 521 kilovatios, y el laboratorio está trabajando para mejorar aún más el haz de neutrinos para proyectos como NOvA y el próximo Experimento de Neutrinos Subterráneos Profundos. Los investigadores esperan alcanzarlo.700 kilovatios a principios del próximo año calendario, acumulando una gran cantidad de interacciones de neutrinos y triplicando la cantidad de datos registrados para fin de año.
Los neutrinos son la partícula masiva más abundante en el universo pero aún no se conocen bien. Si bien los investigadores saben que los neutrinos vienen en tres tipos, no saben cuál es el más pesado y el más liviano.de los objetivos del experimento NOvA: sería una gran prueba de fuego para las teorías sobre cómo el neutrino obtiene su masa. Mientras que el famoso bosón de Higgs ayuda a explicar cómo algunas partículas obtienen sus masas, los científicos aún no saben cómo está conectadoneutrinos, en todo caso. La medición de la jerarquía de masas de neutrinos también es información crucial para los experimentos con neutrinos que intentan ver si el neutrino es su propia antipartícula.
Al igual que T2K, NOvA también puede ejecutarse en modo antineutrino, abriendo una ventana para ver si los neutrinos y antineutrinos son fundamentalmente diferentes. Una asimetría temprana en la historia del universo podría haber inclinado el equilibrio cósmico a favor de la materia, haciendo el mundo que vemos hoy en díapronto, los científicos podrán combinar los resultados de neutrinos obtenidos por T2K, MINOS y NOvA, obteniendo respuestas más precisas sobre las preguntas de neutrinos más apremiantes de los científicos.
"El rápido éxito del equipo NOvA demuestra un compromiso y talento para asumir proyectos complejos para responder a las preguntas más importantes en física de partículas", dijo el director de Fermilab, Nigel Lockyer. "Estamos contentos de que los detectores funcionen maravillosamente y brinden calidaddatos que ampliarán nuestra comprensión del reino subatómico "
Para obtener más información, visite el sitio web del experimento: http://www-nova.fnal.gov/
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Fermi National Accelerator Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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