В эксперименте Т2К обнаружены осцилляции мюонных нейтрино в электронные

15 июня 2011 международный эксперимент Т2К (Tokai-to-Kamioka) объявил о детектировании 6 событий, являющихся кандидатами в электронные нейтрино. Были проанализированы данные, накопленные во время проведения эсперимента с пучком мюонных нейтрино с января 2010 года до землетрясения в Японии 11 марта 2011 г. Впервые получено прямое экспериментальное указание на осцилляции мюонных нейтрино в электронные нейтрино.

В эксперименте Т2К протонный пучок сильноточного ускорителя протонов J-PARC (Токай, Япония) с энергией 30 ГэВ рождает в графитовой мишени пионы, которые распадаются в канале длиной около 100 метров на мюоны и мюонные нейтрино - практически неуловимые нейтральные частицы с малой массой. Экспериментальная установка Т2К состоит нейтринного канала, комплексов ближнего и дальнего нейтринных детекторов. Комплекс нейтринных детекторов, находящийся вблизи мишени, измеряет свойства исходного нейтринного пучка до возможных осцилляций. Дальний детектор, гигантский водный черенковский детектор СуперКамиоканде, расположен 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 более 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.

Основываясь на анализе данных, накопленных с января 2010 г. по 11 марта 2011 г., когда набор статистики был прерван из-за Японского землетрясения и цунами, в дальнем детекторе СуперКамиоканде было зарегистрировано 88 нейтринных событий, из которых 6 были идентифицированы как электронные нейтрино. При отсутствии осцилляций ожидаемый фон составил бы всего 1.5 события. Таким образом, с вероятностью 99.3% этот эффект объясняется переходами мюонных нейтрино в электронные во время пролета мюонных нейтрино в толще Земли расстояния длиной 295 км.

После ликвидации последствий землетрясения эксперимент Т2К продолжит набор данных с пучком мюонных нейтрино, что позволит существенно повысить точность измерений. Следующим этапом эксперимента будут измерения с пучком антинейтрино, что явится первым шагом по поиску нарушения комбинированной зарядовой и пространственной четности (СР-четности) в лептонном секторе. Т2К уже сделал первый и очень важный шаг в этом направлении.

Подробную информацию можно увидеть по адресу: http://www.kek.jp/intra-e/press/2011/J-PARC_T2Kneutrino.html