物理学家发现了第一个中微子事件

由日本领导的多国T2K中微子合作组织的物理学家今天宣布,他们在上周末检测到了由他们在实验室新建造的中微子束产生的第一个中微子事件J-PARC加速器实验室在日本东海。来自30GeV主环同步加速器的质子被引导到碳靶上,在那里它们的碰撞产生了被称为π介子的带电粒子。欧洲杯猜球平台

张基荣

这些π介子在充满氦的体积中运动,在那个里它们衰变产生一束称为中微子的难以捉摸的粒子。这些中微子随后穿过地球飞行200米,到达一个精密的探测器系统,该系统能够对其能量、方向和类型进行详细测量。来自复杂探测器系统的数欧洲杯猜球平台据仍在分析中,但物理学家已经看到了至少3个中微子事件,这与基于当前光束和探测器性能的预期相符。

因此,这一发现标志着T2K实验运行阶段的开始。T2K实验是由13个国家的474名物理学家合作完成的,旨在测量幽灵中微子的新特性。中微子与物质的相互作用很弱,因此可以毫不费力地穿过地球(而且大部分通过探测器!)。中微子有三种类型,称为电子、μ子和τ;通过粒子相互作用与它们更熟悉的带电近亲(如电子)相联系。过去几十年的测量,特别是日本西部的超级神冈和神冈中微子实验,表明中微子具有中微子振荡的奇怪性质,即一种中微子在空间传播时会转变为另一种中微子。中微子振荡需要中微子具有质量,因此在我们以前对粒子物理的理论理解中是不允许的,它探测新的物理定律,因此对物质的基本成分的研究非常感兴趣。

它们甚至可能与为什么宇宙中的物质比反物质多这一谜团有关,因此成为世界范围内激烈研究的焦点。

可以使用人工中微子束对中微子振荡进行精确测量,这是K2K中微子实验的首创。在K2K中微子实验中,来自KEK实验室的中微子是使用富山附近的巨型超级神冈中微子探测器探测到的。T2K是K2K实验的一个更强大、更复杂的版本,其中微子束来自J-PARC加速器实验室新建的主环同步加速器。该光束由KEK的物理学家与其他日本机构合作,并在美国、加拿大、英国和法国T2K研究所的协助下建造。美国T2K项目负责人、纽约石溪石溪大学的张基荣教授说“考虑到机器的复杂性、操作和项目的国际性质,我对这一看似毫不费力的成就感到有些震惊。这是日本政府对基础科学的大力支持的结果,我希望这一支持将继续下去,以及所有相关方的辛勤工作和创造力。我对更多的g这次实验在不久的将来会有突破性的发现”。光束再次瞄准超级神冈,它已经为这次实验升级了新的电子设备和软件。在中微子离开J-PARC设施之前,它们的性质由一个复杂的“近距离”系统决定探测器部分基于欧洲核子研究所捐赠的巨大磁铁,该磁铁早些时候曾用于中微子实验(以及UA1实验,该实验因发现中微子相互作用的基础W和Z玻色子而获得诺贝尔奖),正是该探测器捕捉到了第一个事件。欧洲杯线上买球

第一次中微子事件是在一个名为英格里德的专门探测器中探测到的,其目的是确定中微子束的方向和轮廓。T2K中微子束的进一步测试计划在12月进行,实验计划在1月中旬开始生产。另一个重要的里程碑应该很快被观察到——超级神冈实验中首次从T2K束中观察到中微子事件。运行将一直持续到夏天,到那时,实验希望已经对迄今为止尚未观测到的临界中微子振荡模式进行了最敏感的探索,该模式主要由三种中微子之间的振荡控制。

在未来几年中,这一研究将得到进一步改进,希望能够观察到三模振荡,从而使测量开始比较中微子和反中微子的振荡,探索中微子区物质/反物质不对称的物理。

背景:T2K合作由来自12个国家(日本、韩国、加拿大、美国、英国、法国、西班牙、意大利、瑞士、德国、波兰和俄罗斯)67个研究所的474名物理学家组成。该实验包括一个新的中微子束,使用日本东海J-PARC实验室最近建造的30GeV同步加速器,一组距离中微子产生目标280m的近探测器,以及日本西部的超级神冈探测器。

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