Exotische Partikel gefangen, nachdem es Geschmack ändert
Zum ersten Mal haben die Physiker ein hinterhältig Teilchen ein Neutrino genannt, nach dem Akt der Wechsel von einem Geschmack zum anderen gefangen.
Neutrinos sind Elementarteilchen, die in drei Typen oder Varianten kommen: Elektron-Neutrinos, Myon-Neutrinos und Tau-Neutrinos. In der neuen Studie beobachteten die Forscher ein einziges Neutrino, das von Myon-Typ in Tau verwandelt hatte.
Der Wechselbalg Neutrino erschien in einem Strahl von Myon-Neutrinos nach über drei Jahren stetigen Emission. Das Spray von Neutrinos wurde erstellt, um die Europäische Organisation für Kernforschung (CERN) Super Proton Synchrotron-Teilchenbeschleuniger in Genf, Schweiz, und zum Gran Sasso Labor geschickt, ausgeführt von Italiens Nationales Institut für Kernphysik, etwa 450 Meilen (730 km) entfernt.
Neutrinos entstehen im Inneren der Sonne und im radioaktiven Zerfall Reaktionen. Weil sie oft mit anderen Teilchen interagieren nicht, eilen Neutrinos ständig durch unseren Körper und die Erde in einen geraden Weg von der Sonne pro Sekunde.
Da die Partikel keine elektrischen Ladung enthalten und Frage unberührt durchlaufen, sind sie fast unmöglich zu erkennen (natürlich sind sie auch winzige zu sehen).
Eine zusätzliche Herausforderung, unfertiges bis heute das Erscheinungsbild der ein Neutrino, das von einer Familie zur anderen, ein Prozess verändert hat, die natürlicherweise vorkommt beobachtet wie sie durch den Raum zu verbreiten.
"Das ist wie eine sinusförmige Kurve, geht es hinauf nach unten, bis nach unten, bis nach unten, und so weiter," Forscher Antonio Ereditato des italienischen nationalen Instituts für Kernphysik, sagte Livescience. "Also du klug musst in fangen sie an der richtigen Stelle, wo sie die meisten [Ly] sind Tau-Neutrinos. Andernfalls, wenn Sie zu viel warten, dann wird sie wieder Myon-Neutrinos werden."
Das Experiment war Teil eines Projekts namens OPERA (Oszillation Projekt mit Emulsion-Tracking-Gerät). Von der ursprünglichen Quelle in der Schweiz nahm ein Impuls des Neutrinos 2,4 Millisekunden nach einem Detektor in Mittelitalien, in einer Höhle Tausende von Fuß unter der Erde begraben zu reisen.
Wenn ein Neutrino mit einem Detektor interagiert, es in der Regel in das Teilchen umwandelt, die seinen Geschmack entspricht, erklärt Ereditato, auch verbunden mit der Universität Bern in der Schweiz. Zum Beispiel verwandelt ein Myon-Neutrino eine einfache Myon, ein Teilchen, die einige Meter zurücklegt, bevor es zerfällt. Wo haben Myon-Neutrinos nahezu Masse-weniger, Myonen etwa 200 Mal die Masse eines Elektrons.
Im Gegensatz dazu reist ein Tau-Teilchen, das Endprodukt einer Tau-Neutrino-Interaktion mit dem Detektor nur 0,08 Zoll (2 mm), bevor es verschwindet.
"Nachweis eines Teilchens, das eine Spur von nur zwei Millimetern lässt ein Alptraum", sagte Ereditato. "Wir konnten, dies zu tun."
Trotz massivem Akzeptanz von Wissenschaftlern widerspricht die Fähigkeit von Neutrinos, in und aus verschiedenen Geschmacksrichtungen zu verlagern die übergreifende Theorie, die die Beziehung zwischen fundamentalen Kräfte und Teilchen erklärt. Nach der Theorie der Quantenmechanik können nur Neutrinos oszillieren und Aromen zu ändern, wenn sie eine Masse haben, aber die sogenannten Standardmodell erfordert, dass Neutrinos eine Masse keinen Ereditato erklärt.
Aus tausend "normale" Myon-Neutrino Interaktionen im Detail analysiert fanden die Forscher nur ein Tau-Interaktion. Diese Interaktion ist sehr selten zu beobachten, Ereditato erklärt, weil es stützt sich auf "drei gute Chancen," darunter: die Chance, an der richtigen Stelle für die Schwingung; die Chance, dass Neutrinos aus vielen Milliarden, die als einer der wenigen, die mit dem Detektor interagiert; und die Chance, dass der Detektor effizient genug, um die Interaktion zu bemerken ist.
Von den vielen Milliarden Neutrinos, die aus Super Proton Synchrotron gesendet wurden 5.000 interagiert mit dem OPERA-Detektor, 1.000 wurden im Detail studiert und nur einer hat eine 98-prozentige Chance, ein echtes Tau-Neutrino.
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