Fermilab Experiment Weighs in On Neutrino Mystery
Author : Administrator | Senin, 27 Juni 2011 11:05 WIB
 |
| Neutrinos, ghost-like particles that rarely interact with matter, travel 450 miles straight through the earth from Fermilab to Soudan -- no tunnel needed. The Main Injector Neutrino Oscillation Search (MINOS) experiment studies a muon neutrino beam using two detectors. The MINOS near detector, located at Fermilab, records the composition of the neutrino beam as it leaves the Fermilab site. The MINOS far detector, located in Minnesota, half a mile underground, again analyzes the neutrino beam. This allows scientists to directly study the oscillation of muon neutrinos into electron neutrinos or tau neutrinos under laboratory conditions. (Credit: Fermilab) |
ScienceDaily (24 Juni 2011) - Para ilmuwan dari percobaan Minos di Departemen Energi Fermi National Accelerator Laboratory mengumumkan pada tanggal 24 Juni hasil dari pencarian untuk fenomena langka, transformasi neutrino muon ke neutrino elektron. Hasilnya adalah konsisten dengan dan secara signifikan kendala pengukuran dilaporkan 10 hari yang lalu oleh percobaan T2K Jepang, yang mengumumkan indikasi dari jenis transformasi.
Hasil dari kedua percobaan bisa memiliki implikasi bagi pemahaman kita tentang peran bahwa neutrino mungkin telah memainkan dalam evolusi alam semesta. Jika neutrino muon neutrino elektron berubah menjadi, neutrino bisa menjadi alasan bahwa big bang menghasilkan materi lebih dari antimateri, yang mengarah ke alam semesta seperti yang ada hari ini.
Para Injector Neutrino Oscillation Search Utama (Minos) di Fermilab mencatat total 62 neutrino-seperti peristiwa elektron. Jika neutrino muon tidak berubah menjadi neutrino elektron, maka Minos seharusnya melihat hanya 49 kejadian. Percobaan seharusnya melihat peristiwa 71 jika neutrino mengubah sesering yang disarankan oleh hasil terbaru dari percobaan Tokai-ke-Kamioka (T2K) di Jepang. Kedua percobaan menggunakan metode yang berbeda dan teknik analisis untuk mencari transformasi langka.
Untuk mengukur transformasi neutrino muon ke neutrino lain, percobaan Minos mengirimkan berkas neutrino muon 450 mil (735 kilometer) melalui Bumi dari akselerator Injector Utama di Fermilab ke detektor neutrino 5.000 ton, yang terletak setengah mil bawah tanah di Soudan Laboratorium bawah tanah di utara Minnesota. Percobaan menggunakan dua detektor yang hampir sama: detektor di Fermilab digunakan untuk memeriksa kemurnian muon neutrino balok, dan detektor di Soudan mencari elektron dan muon neutrino. Perjalanan neutrino 'dari Fermilab untuk Soudan membutuhkan waktu sekitar 4 / 100 per detik, memberikan neutrino cukup waktu untuk mengubah identitas mereka.
Selama lebih dari satu dekade, para ilmuwan telah melihat bukti bahwa tiga jenis neutrino diketahui dapat berubah menjadi satu sama lain. Percobaan telah menemukan bahwa neutrino muon menghilang, dengan beberapa pengukuran terbaik yang disediakan oleh percobaan Minos. Para ilmuwan berpikir bahwa sebagian besar dari neutrino muon neutrino berubah menjadi tau, yang sejauh ini telah sangat sulit untuk mendeteksi, dan mereka menduga bahwa sebagian kecil berubah menjadi neutrino elektron.
Pengamatan elektron neutrino-seperti peristiwa di detektor di Soudan memungkinkan Minos ilmuwan untuk mengekstrak informasi tentang suatu besaran yang disebut dosa ^ 2 2 theta-13 (sinus kuadrat diucapkan dua theta satu tiga). Jika neutrino muon tidak berubah menjadi neutrino elektron, kuantitas ini adalah nol. Kisaran diizinkan oleh tumpang tindih Minos terbaru pengukuran dengan tetapi lebih sempit dari kisaran T2K. Minos membatasi kuantitas ini ke berkisar antara 0 dan 0,12, meningkatkan hasil yang diperoleh dengan set data yang lebih kecil pada tahun 2009 dan 2010. Kisaran T2K dosa ^ 2 2 theta-13 adalah antara 0,03 dan 0,28.
"Minos diharapkan akan lebih sensitif terhadap transformasi dengan jumlah data yang kedua percobaan miliki," kata Fermilab fisikawan Robert Plunkett, juru bicara co-untuk percobaan Minos. "Tampaknya bahwa alam telah memilih nilai untuk dosa ^ 2 2 theta-13 yang mungkin adalah di bagian bawah kisaran T2K diperbolehkan bekerja lebih dan lebih banyak data benar-benar diperlukan untuk mengkonfirmasi kedua pengukuran.."
Pengukuran Minos adalah langkah terbaru dalam upaya seluruh dunia untuk mempelajari lebih lanjut tentang neutrino. Minos akan terus mengumpulkan data hingga Februari 2012. Percobaan T2K terputus Maret ketika gempa bumi yang rusak parah di Jepang neutrino muon sumber untuk T2K. Para ilmuwan berharap untuk melanjutkan operasi percobaan pada akhir tahun. Tiga reaktor nuklir-berbasis eksperimen neutrino, yang menggunakan teknik yang berbeda untuk mengukur dosa ^ 2 2 theta-13, sedang dalam proses memulai.
"Ilmu biasanya berjalan dalam langkah-langkah kecil daripada tiba-tiba, penemuan besar, dan ini tentu telah benar untuk neutrino penelitian," kata Jenny Thomas dari Universitas College London, juru bicara co-untuk percobaan Minos. "Jika transformasi dari neutrino muon neutrino ke elektron terjadi pada tingkat yang cukup besar, percobaan masa depan harus mencari tahu apakah alam telah memberikan kita dua neutrino neutrino ringan dan satu berat, atau sebaliknya. Ini benar-benar hal besar berikutnya dalam fisika neutrino".
Shared:
Komentar
