Из Китая до Южного полюса: объединение усилий для решения массы нейтрино головоломки

Среди самых интересных задач современной физики является определение массы нейтрино заказ. Физики из кластеров совершенства призма+ из Университета Майнца (JGU) играть ведущую роль в новом исследовании, которое показывает, что головоломки массы нейтрино заказ может наконец быть решена в ближайшие несколько лет. Это будет благодаря совместным выступлением двух новых нейтринных экспериментов в трубопровод — реконструкция эксперименте IceCube на Южном полюсе и в Цзянмэнь подземной нейтринной обсерватории (Джуно) в Китае. Они скоро дают физикам доступ к гораздо более чувствительны и дополнительные сведения о массовом заказ нейтрино.

Нейтрино являются хамелеоны среди элементарных частиц

Нейтрино образуются за счет природных источников-в недрах Солнца и других астрономических объектов, например, но также в огромных количествах на атомных электростанциях. Однако, они могут проходить сквозь обычную материю-такие, как человеческое тело-это практически беспрепятственно, не оставляя следов своего присутствия. Это означает, что чрезвычайно сложные методы, требующие использования массивных детекторов необходимы чтобы наблюдать редкие реакции, в которых эти частицы духа участвуют.

Нейтрино бывают трех видов: электронные, мюонные и тау-нейтрино. Они могут изменяться от одного типа к другому-явление, которое ученые называют ‘нейтринных осцилляций’. Можно определить массу частицы из наблюдений закономерностей колебаний. Вот уже много лет физики пытаются установить, какой из трех нейтрино-самый легкий и тяжелый. Профессор Майкл Вурм, физик по призма+ кластер совершенства и Института физики JGU, который играет важную роль в создании Юнона эксперимент в Китае, объясняет: «Мы считаем, что ответом на этот вопрос будет в значительной степени способствовать достижению позволило нам собрать долгосрочных данных о нарушении антиматерии симметрии в нейтринном секторе. Затем, используя эти данные, мы, надеюсь, выясним раз и навсегда, почему материя и антиматерия не полностью уничтожить друг друга после Большого Взрыва.»

Глобальное сотрудничество окупается

Оба крупномасштабных экспериментов используют очень разные и взаимодополняющие методы для того, чтобы решить головоломку масс нейтрино заказ. «Очевидный подход заключается в сочетании ожидаемые результаты обоих экспериментов», — отмечает профессор Себастьян Безер, также от призма+ кластер совершенства и Института физики JGU, который исследует нейтрино и является основным фактором в эксперименте IceCube.

Сказано-сделано. В текущем выпуске журнала «физическое обозрение» Д, исследователи из IceCube, который и Юнона сотрудничестве опубликовали совместный анализ своих экспериментов. Для этого авторы моделировали предсказал экспериментальных данных как функция измерения времени для каждого эксперимента. Результаты варьируются в зависимости от массы нейтрино в нормальной или обратной (перевернутой) порядке. Далее физики провели статистический тест, в котором они применяются в сочетании анализа модельных результатов обоих экспериментов. Это показало степень чувствительности, с которой и эксперименты в сочетании может предсказать правильном порядке, или, скорее, исключает неправильный порядок. Как наблюдаемые закономерности колебаний в Джуно и IceCube, который зависит от фактической массы нейтрино заказ в пути, характерные для каждого эксперимента, комбинированный тест дискриминационный мощность значительно выше, чем отдельных экспериментальных результатов. Таким образом, сочетание позволит окончательно исключить неправильные массы нейтрино одного измерения срок от трех до семи лет.

«В этом случае, все действительно больше, чем сумма его частей», — заключает Себастьян Безер. «Здесь у нас есть четкие доказательства эффективности дополнительного экспериментальный подход, когда дело доходит до решения оставшиеся загадки нейтрино».»Ни один эксперимент не может добиться этого сам, будет ли это обновление IceCube, который, Джуно или другие в настоящее время работает», — добавляет Михаил Вурм. «Кроме того, он просто показывает, что физики нейтрино здесь в Майнце можно достичь, работая вместе.»

сделать разницу: спонсорские возможности