JUNO повысила точность измерений свойств нейтрино в 1,6 раза
Международная группа физиков обработала первые два месяца данных детектора JUNO в Китае. Установка уже помогла уточнить параметры нейтринных осцилляций и приблизила ученых к решению вопроса о порядке масс нейтрино.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 11 июня. /Новости науки/. Физики из Китая, России и других стран в 1,6 раза повысили точность измерения двух ключевых параметров нейтринных осцилляций. Это удалось сделать по первым данным крупнейшего в мире детектора антинейтрино JUNO, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Нейтринные осцилляции — это превращения нейтрино одного типа в другой. Такие превращения показывают, что у нейтрино есть масса. Это важно для современной физики, потому что исходная Стандартная модель элементарных частиц не описывала нейтрино как частицы с ненулевой массой.
JUNO расположен в подземной обсерватории Цзянмэнь в китайской провинции Гуандун. Детектор находится на глубине около 700 м. Он представляет собой огромную емкость с 20 тыс. тонн специальной жидкости. Внутри установлены фотоэлементы. Они регистрируют слабые вспышки света, которые возникают при взаимодействии антинейтрино с веществом детектора.
Установка принимает поток антинейтрино от ядерных реакторов АЭС «Янцзян» и «Тайшань». Строительство JUNO началось в 2015 году. В августе прошлого года установка начала научные наблюдения и сбор данных.
В новом исследовании ученые изучили первые два месяца работы JUNO. В проекте участвуют специалисты из разных стран, в том числе российские физики из Объединенного института ядерных исследований в Дубне, МГУ и Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН.
Анализ подтвердил высокую точность измерения энергии нейтрино на JUNO. Это позволило ученым уточнить два параметра осцилляций. Первый — Δm²₂₁, он связан с разницей масс между двумя самыми легкими состояниями нейтрино. Второй — θ₁₂, он описывает смешивание этих состояний и влияет на вероятность превращения нейтрино одного типа в другой.
Ранее общая погрешность измерения этих параметров составляла около 2,5%. Первые данные JUNO снизили неопределенность до 1,6%. Это означает улучшение точности примерно в 1,6 раза по сравнению с результатами прежних экспериментов.
Главная задача JUNO — определить порядок масс нейтрино. Ученые хотят понять, какое из трех массовых состояний этих частиц самое легкое, а какое самое тяжелое. Сейчас физикам известны разности масс, но не их полный порядок.
Первые результаты пока не дают окончательного ответа. Но они показывают, что детектор работает с нужной точностью. Авторы исследования считают, что JUNO сможет решить задачу о порядке масс нейтрино в течение ближайших шести лет.
Нейтрино — одни из самых легких и самых многочисленных элементарных частиц во Вселенной. Они почти не взаимодействуют с веществом, поэтому их трудно ловить. Через человека каждую секунду проходит огромное число нейтрино, но почти все они пролетают сквозь тело незаметно.
Существуют электронные, мюонные и тау-нейтрино, а также соответствующие им антинейтрино. Способность этих частиц превращаться друг в друга стала одним из ключевых открытий физики конца XX века. Измерение их массы и порядка массовых состояний поможет проверить современные теории о строении вещества и эволюции Вселенной.
Нейтринные осцилляции — это превращения нейтрино одного типа в другой. Такие превращения показывают, что у нейтрино есть масса. Это важно для современной физики, потому что исходная Стандартная модель элементарных частиц не описывала нейтрино как частицы с ненулевой массой.
JUNO расположен в подземной обсерватории Цзянмэнь в китайской провинции Гуандун. Детектор находится на глубине около 700 м. Он представляет собой огромную емкость с 20 тыс. тонн специальной жидкости. Внутри установлены фотоэлементы. Они регистрируют слабые вспышки света, которые возникают при взаимодействии антинейтрино с веществом детектора.
Установка принимает поток антинейтрино от ядерных реакторов АЭС «Янцзян» и «Тайшань». Строительство JUNO началось в 2015 году. В августе прошлого года установка начала научные наблюдения и сбор данных.
В новом исследовании ученые изучили первые два месяца работы JUNO. В проекте участвуют специалисты из разных стран, в том числе российские физики из Объединенного института ядерных исследований в Дубне, МГУ и Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН.
Анализ подтвердил высокую точность измерения энергии нейтрино на JUNO. Это позволило ученым уточнить два параметра осцилляций. Первый — Δm²₂₁, он связан с разницей масс между двумя самыми легкими состояниями нейтрино. Второй — θ₁₂, он описывает смешивание этих состояний и влияет на вероятность превращения нейтрино одного типа в другой.
Ранее общая погрешность измерения этих параметров составляла около 2,5%. Первые данные JUNO снизили неопределенность до 1,6%. Это означает улучшение точности примерно в 1,6 раза по сравнению с результатами прежних экспериментов.
Главная задача JUNO — определить порядок масс нейтрино. Ученые хотят понять, какое из трех массовых состояний этих частиц самое легкое, а какое самое тяжелое. Сейчас физикам известны разности масс, но не их полный порядок.
Первые результаты пока не дают окончательного ответа. Но они показывают, что детектор работает с нужной точностью. Авторы исследования считают, что JUNO сможет решить задачу о порядке масс нейтрино в течение ближайших шести лет.
Нейтрино — одни из самых легких и самых многочисленных элементарных частиц во Вселенной. Они почти не взаимодействуют с веществом, поэтому их трудно ловить. Через человека каждую секунду проходит огромное число нейтрино, но почти все они пролетают сквозь тело незаметно.
Существуют электронные, мюонные и тау-нейтрино, а также соответствующие им антинейтрино. Способность этих частиц превращаться друг в друга стала одним из ключевых открытий физики конца XX века. Измерение их массы и порядка массовых состояний поможет проверить современные теории о строении вещества и эволюции Вселенной.
