В минувшую пятницу, 16 февраля 2024 года, коллаборации нейтринных ускорительных экспериментов NOvA и T2K провели семинары, на которых представили результаты многолетней работы по первому совместному анализу данных.

Задачами экспериментов NOvA и T2K являются измерения параметров осцилляций нейтрино и, в первую очередь, все еще остающихся неизвестными на сегодняшний день фазы нарушения CP-четности и порядка масс нейтрино. Эта информация крайне востребована: в частности, порядок масс играет существенную роль в моделировании потоков нейтрино при взрыве сверхновых, он важен также для оценки перспектив целого класса экспериментов в физике нейтрино по поиску безнейтринного двойного бета-распада и является входным параметром для экспериментов по прямому измерению масс нейтрино и поиску реликтовых нейтрино. Фазу же нарушения CP-инвариантности в лептонном секторе в ряде моделей связывают с важнейшим явлением – возникновением асимметрии вещества и антивещества во Вселенной.

Оба эксперимента (NOvA и T2K) работают с пучком (анти)нейтрино, полученным в результате взаимодействия ускоренного пучка протонов с неподвижной мишенью, и двумя детекторами. Эксперимент NOvA базируется в Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми (США). Первый детектор эксперимента располагается на небольшом расстоянии от мишени (1 км) для измерения начального состава потока частиц. Далее пучок проходит расстояние 809 км, и его флейворный состав регистрируется в дальнем детекторе. Эксперимент T2K располагается на территории Протонного ускорительного комплекса J-PARC (Япония). Изучаемый поток частиц регистрируется в двух детекторных комплексах, разнесенных на расстояние 295 км.

Статистика нейтринных событий, которые использовались в совместном анализе данных двух экспериментов, как и состояние индивидуальных анализов (отбор событий, методы аппроксимации данных и прочее), датируются 2020 годом. Эти индивидуальные результаты экспериментов имеют некоторое расхождение с небольшой () статистической значимостью. А именно, в то время как для нормального порядка нейтринных масс эксперимент NOvA не видит асимметрии между появлением электронных нейтрино и антинейтрино, эксперимент T2K эту асимметрию видит. Как результат, предпочитаемые экспериментами значения различны. Эти результаты стимулировали появление ряда объяснений с участием физики за пределами Стандартной модели, таких как, например, существование нестандартных взаимодействий. Примечательным, однако, является согласие экспериментов в предположении обратного порядка нейтринных масс.

Первые совместные результаты от имени обоих экспериментов были оглашены на прошедших в пятницу семинарах представителями рабочей группы, занимавшейся совместным анализом. Эти результаты являются более точными по сравнению с индивидуальными результатами каждого из экспериментов в отдельности. Например, полученное объединенное значение является на сегодняшний день самым точным в мире. Для неизвестных же до сих пор параметров порядка нейтринных масс и CP-нарушения в лептонном секторе в совместном анализе получилось небольшое предпочтение обратного порядка нейтринных масс. В этом случае на уровне исключается ряд значений , в том числе отвечающих за отсутствие CP-нарушения.

Более подробно читайте в оригинальной статье по ссылке.