Регистрация первых нейтринных событий в международном эксперименте Т2К

24 ноября 2009 года эксперимент Т2К (Tokai-to-Kamioka) объявил о детектировании первых мюонных нейтрино из нового нейтринного пучка, созданного на сильноточном ускорителе протонов J-PARC в Токай, Япония. Протонный пучок с энергией 30 ГэВ (3х10¹⁰ электрон-вольт) рождает пионы в графитовой мишени, которые распадаются в распадном канале длиной около 100 метров на мюоны и нейтрино - практически неуловимые нейтральные частицы с малой массой. Сложный комплекс крупногабаритных детекторов, расположенный на расстоянии 280 метров от мишени, зарегистрировал первые 3 нейтринных события в соответствии с предсказаниями, учитывающими параметры пучка и свойства детекторов. Экспериментальная установка Т2К состоит из протонного ускорителя, нейтринного канала, комплекса ближних детекторов нейтрино и дальнего детектора нейтрино - гигантского водного черенковского детектора СуперКамиоканде- расположенного на расстоянии 295 км от источника нейтрино. Главной задачей эксперимента T2K является изучение взаимопревращений нейтрино, в частности поиск переходов мюонных нейтрино в электронные нейтрино, и, в случае положительного эффекта, исследование свойств антинейтрино и изучение физики вещества и антивещества в нейтринном секторе.

В международную коллаборацию Т2К входят около 500 ученых из 12 стран. Россия представлена группой физиков из Института ядерных исследований РАН, которая разработала и создала детектор мюонов высоких энергий - составную часть ближнего нейтринного детектора. В январе 2010 года в эксперименте планируется начать физический сеанс и набор статистики с интенсивным пучком мюонных нейтрино.

Press release with images

The complete list of institutions

Комментарий академика В.А. Матвеева, директорa ИЯИ РАН, академикa-секретаря Отделения физических наук РАН:

"В природе существует три типа нейтрино, электронное, мюонное и тау-нейтрино, которые связаны с соответствующими лептонами. Как показали недавние исследования, нейтрино обладают странным свойством, называемым нейтринными осцилляциями, которое заключается в том, что они переходят друг в друга в процессе распространения в пространстве. Это явление возможно только в том случае, если нейтрино обладают массой, что противоречит Стандартной Модели элементарных частиц и является однозначным проявлением новых физических явлений, не укладывающихся в рамки современной теории. Исследование нейтрино коллаборацией Т2К может пролить свет на проблему объединения кварков и лептонов, а также на роль нейтрино в возникновении барионной асимметрии Вселенной, т.е. явится ключом к разгадке одной из тайн природы о преобладании вещества над антивеществом во Вселенной. Детектирование первых нейтрино в эксперименте Т2К является началом новой эры исследования свойств этих призрачных частиц в укорительных экспериментах с длинной базой, и мы предвкушаем появление новых и, весьма вероятно, неожиданных результатов. Следует также отметить значительную роль этого эксперимента в развитии новых технологий. В первую очередь, это производство и первое применение в большом количестве лавинных микропиксельных фотодиодов, приоритет в разработке которых принадлежит Российским ученым, а также разработка и изготовление детекторов ионизирующих излучений нового типа."