Превращение нейтрино

В рамках Стандартной модели Нейтрино - это самые маленькие элементарные идентифицированные частицы. Они стабильны, с массой, равной почти нулю, с нулевым зарядом. Существует 3 типа нейтрино: нейтрино électrons, muons и tau. Их слабые взаимодействия с материей делают их трудными для обнаружения и наблюдения. Необходимы детекторы крупных размеров, чтобы надеяться «поймать» некоторых из них. Эти детекторы располагаются обычно под землей или под водой, с целью преодолеть фоновый шум, вызванный космическим излучением.
Некоторые из этих нейтрино имеют способность трансформироваться один в другой при их перемещении. Именно такое превращение или колебание, как считают физики, они наблюдали в ходе эксперимента T2K.

Эксперимент T2K предназначен для обнаружения этих колебаний на расстояние в 295 км: от участка Tokai, что на восточном побережье Японии, до детектора Super-Kamiokande возле западного побережья. На восточном побережье, ускоритель частиц JPARC производит нейтрино muons, а на западном побережье, детектор Super-Kamiokande их обнаруживает. Детектор представляет из себя цилиндрический резервуар, 40 метров в диаметре и 40 метров в высоту, расположенный на глубине 1000 метров под землей. Анализ данных, полученных от начала эксперимента в январе 2010 года по март 2011 года показывает, что в этот период детектор зарегистрировал в общей сложности 88 нейтрино, среди которых 6 нейтрино électrons, превратившиеся из нейтрино muons. Измерения с GPS подтверждают, что нейтрино, идентифицированные Super-Kamiokande, действительно были произведены на восточном побережье Японии. 

Эксперимент T2K возобновится в конце этого года. Следующая цель T2K - подтверждение с большим количеством данных появление нейтрино électrons.

Стоит отметить, что явления осцилляции нейтрино - перехода нейтрино одного типа в другой уже были подтверждены опытами в Садбери. Эксперимент заключался в определении долей нейтрино разных типов, испускаемых Солнцем. Считается, что при протекании в светиле реакций термоядерного синтеза испускается огромное число нейтрино. Эти нейтрино, в основной своей массе, - электронные. Однако при детектировании их на Земле выяснилось, что доля именно электронных нейтрино падает почти в три раза за счет осцилляций их в мюонные и тау-нейтрино.

Фактически, становится необходимым пересмотр Стандартной модели, что бы последняя смогла объяснить явления превращения нейтрино.