Partikel-Persönlichkeitsstörung: Neutrinos ändern Aromen in chinesischen Experiment

Strange Teilchen namens Neutrinos haben die Angewohnheit, Identitäten, der Wechsel von einem Geschmack in ein anderes zu wechseln – eine Transformation, die helfen können probe einige der grundlegenden Mysterien des Universums.

Jetzt Forscher, die Durchführung eines unterirdischen Teilchendetektor in China experimentieren erschienen Sie ihre neuesten Messungen von diesem Formwandler, die Neutrino-Oszillation genannt wird, und melden Sie die genauesten Werte bekannt für bestimmte Parameter, die beschreiben, wie es auftritt.

Neutrinos gibt es in drei Geschmacksrichtungen – Elektron, Myon und Tau — die jeweils vorhanden als eine Mischung aus drei möglichen Neutrinomassen (obwohl der tatsächliche Wert dieser Massen derzeit unbekannt ist). Neutrinos können als einen Geschmack, Elektron-Neutrinos sagen, und wechseln Sie dann Myon oder Tau-Neutrinos wie sie durch den Raum reisen. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

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Leistungsstarke Kernreaktoren in die China Guangdong Nuclear Power Group im Südosten Chinas Millionen von Quadrillions von Elektron-Antineutrinos schaffen jede Sekunde (Antineutrinos sind die Antimaterie Gegenstücke zu Neutrinos und Handlung, für die Zwecke des Experiments, das gleiche wie ihre Vettern von normaler Materie). Die meisten dieser Teilchen fliegen durch Materie mit fast Lichtgeschwindigkeit ohne Kollision mit den Partikeln in regelmäßigen Atomen. Ein kleiner Teil von ihnen, beeinträchtigt jedoch die Atome in den Detektoren der Daya Bay Reaktor Neutrinoexperiment, sodass Forscher, sie zu zählen.

Durch einen Vergleich, wie viele Elektron-Antineutrinos an jedem der sechs Detektoren, alle unter der Erde in unterschiedlichen Abständen aus den Reaktoren kommen Physiker berechnen "verschwinden wie viele". Wenn diese Teilchen scheinen verschwunden zu sein, haben sie tatsächlich in einen anderen Geschmack, schwankte Wissenschaftler schließen.

Die neuen Daya Bay Neutrino-Oszillation-Daten ermöglichte den Forschern, die Wahrscheinlichkeit, das Elektron-Neutrino besetzt jedes möglichen Masse Zustand zu messen – ein Begriff, bekannt als das Neutrino "mischen Winkel." Das erste Release von Daya Bay Daten im März 2012 veröffentlicht den ersten bekannten Wert der mischenden Winkel Theta 1-3, oder θ₁₃genannt. Die neue Berechnung ist noch präziser.

"Wir haben gewonnen die genaueste Messung dieses Neutrino mischen Winkels in der Welt," sagte Kam-Biu Luk, Co-Sprecher der Daya Bay Zusammenarbeit an der University of California, Berkeley. "Dies ist ein Update. Das Ergebnis der Daya Bay wurde das beste in der Welt. "Das macht es noch besser."

Die Wissenschaftler gemessen auch eine Eigenschaft bekannt als "Masse teilen," das beschreibt, wie weit die Neutrinos Masse Zustände voneinander numerisch sind. Während die tatsächliche Masse Zustände der Neutrinos noch unbekannt sind, erzählt die Masse-splitting Messung Wissenschaftler wie viel diese Massen aufgeteilt oder gespreizt.

"Dies ist ein erster Schritt hin zu einem Ansatz der Masse Hierarchie Problem zu lösen – das ist die Reihenfolge der Neutrinomassen" Luk sagte LiveScience. "Wir wissen nicht den Ursprung der Neutrinomassen; aber wenn wir die Masse teilen genauer, dann zusammen mit anderen Experimenten messen können sollten wir in der Lage zu sagen, ob die dritte Masse schwerer als die beiden anderen oder die andere Weise herum ist. Dies ist wichtig, weil in diesem Moment wir keine Ahnung haben."

Schließlich erhoffen sich die Wissenschaftler um den Wert eines jeden Neutrino Massen Staates herauszufinden. "In diesem Moment haben wir keine Ahnung wie schwer jeder Neutrino ist," sagte Luk.

Neutrinos und Antimaterie

Neutrino-Oszillationen studieren kann auch helfen, Licht auf einige der größeren Mysterien konfrontiert Physiker, wie die Natur von Antimaterie und die Frage, warum das Universum ist nicht Antimaterie aus.

"Diese neue Präzisionsmessungen sind eine große Anzeige, die unsere Bemühungen mit einem tieferen Verständnis der Struktur der Materie und die Evolution des Universums zahlt – unter anderem haben wir ein Universum von Sache gemacht," Steve Kettell, ein leitender Wissenschaftler am Brookhaven National Laboratory auf Long Island, New York, und der US-Daya Bay Fahrtleiter , sagte in einer Erklärung.

Die Daya Bay-Forscher präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf dem XVth International Workshop on Neutrino Fabriken, Super Balken und Beta-Strahlen (NuFact2013) in Peking.

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