К2К эксперимент ( КЕК к Камику ) была нейтрино экспериментом , который RAN с июня 1999 года по ноябрю 2004 года используется мюонные нейтрино из хорошо контролируемого и хорошо изученного пучка для проверки колебаний ранее наблюдаемых Супер-Камиоканд с использованием атмосферных нейтрино . Это было первое положительное измерение осцилляций нейтрино, в котором и источник, и детектор полностью находились под контролем экспериментаторов. [1] [2] Предыдущие эксперименты основывались на нейтрино от Солнца или из космических источников.. Эксперимент обнаружил параметры колебаний, которые соответствовали тем, которые были измерены Супер-Камиоканде.
Экспериментальный дизайн [ править ]
К2К является нейтрино экспериментом , который направлен на пучок из мюонного нейтрино (
ν
μ) от Протонный синхротрон на 12 ГэВ в KEK , расположенный в Цукубе , Ибараки , в обсерваторию Камиока , расположенную в Камиоке , Гифу , примерно в 250 км. [3] В мюонных нейтрино путешествовали через Землю , что позволило им осциллируют (изменение) в другие ароматы из нейтрино , а именно во электронных нейтрино (
ν
е) и тау-нейтрино (
ν
τ). K2K, однако, сосредоточен только на
ν
μ →
ν
τколебания. [4]
Пучок протонов от синхротрона был направлен на алюминиевую мишень, и в результате столкновений образовалось большое количество пионов . Эти пионы затем фокусировались в трубе распада длиной 200 м, где они распадались на мюоны и мюонные нейтрино . [3] Мюоны были остановлены на конце трубы, оставив пучок мюонных нейтрино. Точный состав пучка содержал более 97% мюонных нейтрино, а остальные 3% составляли электронные нейтрино (
ν
е), электронные антинейтрино (
ν
е) и мюонных антинейтрино (
ν
μ). [4]
После того, как они вышли из трубы, нейтрино прошли через 1-килотонны воды Черенкова детектор нейтрино ( «вблизи детектор») , расположенный примерно в 300 м от алюминиевой мишени для определения пучка нейтрино характеристики. Этот 1-килотонный «ближний детектор» был уменьшенной версией 50-килотонного «дальнего детектора» Супер-Камиоканде, расположенного в обсерватории Камиока , что позволило ученым устранить определенные систематические погрешности, которые присутствовали бы, если бы были обнаружены два разных типа детекторов. использовал. [5] Эта конфигурация с двумя детекторами позволила сравнить нейтринный пучок на ближнем детекторе с нейтринным пучком на дальнем детекторе, чтобы определить, колебались ли нейтрино или нет.[6]
Сотрудничество [ править ]
В коллаборации K2K приняли участие около 130 физиков из 27 университетов и исследовательских институтов со всего мира, перечисленных ниже. [7] Полный список ученых и стран их происхождения доступен на сайте K2K .
- Бостонский университет
- Чоннамский национальный университет
- CEA Saclay (DSM-DAPNIA)
- Университет Дуншин
- Организация по исследованию ускорителей высоких энергий
- Хиросимский университет
- Институт исследования космических лучей
- Институт ядерных исследований
- Университет Кобе
- Корейский университет
- Киотский университет
- Массачусетский Институт Технологий
- Университет Ниигаты
- Университет Окаямы
- Римский университет Ла Сапиенца
- Сеульский национальный университет
- Государственный университет Нью-Йорка в Стоуни-Брук
- Токийский университет науки
- Университет Тохоку
- Автономный университет Барселоны / IFAE
- Калифорнийский университет в Ирвине
- Женевский университет
- Гавайский университет
- Токийский университет
- Университет Валенсии
- Варшавский университет
- Вашингтонский университет
Результаты [ править ]
Окончательные результаты K2K показали, что с достоверностью 99,9985% (4,3 σ ) произошло исчезновение мюонных нейтрино. Подгоняя данные в рамках гипотезы осцилляций, наилучшим образом для квадрата разницы масс между мюонными нейтрино и тау-нейтрино было Δ m 2 = 2,8 × 10 −3 эВ 2 . [4] Этот результат хорошо согласуется с предыдущим результатом Супер-Камиоканде , [8] и более поздним результатом MINOS . [9]
См. Также [ править ]
- Эксперимент T2K - преемник эксперимента K2K
Ссылки [ править ]
- ^ "Синтетические нейтрино, кажется, исчезают" . ЦЕРН Курьер . 40 (7). 18 августа 2000 г.
- ^ Н. Носенго (2006). «Нейтрино произвели фурор в Италии» . Природа . 443 (7108): 126. Bibcode : 2006Natur.443..126N . DOI : 10.1038 / 443126a . PMID 16971911 .
- ^ a b «Эксперимент по осцилляции нейтрино с длинной базой, от KEK до Камиоки (K2K)» . Организация по исследованию ускорителей высоких энергий . 13 июня 2002 . Проверено 3 сентября 2010 года .
- ^ a b c М. Х. Ан; и другие. ( Сотрудничество K2K ) (2006). «Измерение колебаний нейтрино с помощью эксперимента K2K». Physical Review D . 74 (7): 072003. arXiv : hep-ex / 0606032 . Bibcode : 2006PhRvD..74g2003A . DOI : 10.1103 / PhysRevD.74.072003 . S2CID 22053653 .
- ^ «K2K: Ближний детектор» . [Стоуни Брук Супер-Камиоканде / Группа K2K]. 19 июня 1999 . Проверено 3 сентября 2010 года .
- ^ «K2K: Введение» . [Стоуни Брук Супер-Камиоканде / Группа K2K]. 20 июня 1999 . Проверено 3 сентября 2010 года .
- ^ "Институты-члены K2K" . Организация по исследованию ускорителей высоких энергий . 20 января 2004 . Проверено 3 сентября 2010 года .
- ↑ Ю. Фукуда; и другие. ( Сотрудничество Super-K ) (1998). "Измерения потока солнечных нейтрино за первые 300 дней Супер-Камиоканде". Письма с физическим обзором . 81 (6): 1158–1162. arXiv : hep-ex / 9805021 . Bibcode : 1998PhRvL..81.1158F . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.81.1158 . S2CID 14217731 . и опечатка « Опечатка : измерения потока солнечных нейтрино за первые 300 дней Супер-Камиоканде». Письма с физическим обзором . 81 (19): 4279. 1998. Bibcode : 1998PhRvL..81.4279F . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.81.4279 .
- ^ DG Майкл; и другие. ( Сотрудничество MINOS ) (2006). «Наблюдение исчезновения мюонных нейтрино детекторами MINOS в нейтринном пучке NuMI». Письма с физическим обзором . 97 (19): 191801. arXiv : hep-ex / 0607088 . Bibcode : 2006PhRvL..97s1801M . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.97.191801 . PMID 17155614 . S2CID 119458915 .
Внешние ссылки [ править ]
- Официальный сайт K2K
- K2K публикации
