Эксперимент по исследованию «превращений» нейтрино, который проводится учеными США, Китая и Чехии при участии российского Курчатовского института, начал получать первые данные, говорится в сообщении на сайте проекта.

Нейтрино – электрически нейтральная элементарная частица, которая возникает в результате ядерных реакций разного типа, в частности на ядерных реакторах или рождается на Солнце и попадает на Землю с космическими лучами. Она отличается крайне высокой проникающей способностью. Нейтрино может пролететь сквозь сотни метров бетона и не «заметить» препятствия.

Физиков интересует так называемая осцилляция нейтрино – способность частиц менять «аромат» (всего есть три «аромата» нейтрино: электронные, мюонные и тау-нейтрино). Участники американо-китайского эксперимента Дайя-бэй (Daya Bay Reactor Neutrino Experiment) исследуют один из типов таких превращений – переход электронного нейтрино в тау- и мюонные нейтрино.

Для описания осцилляций нейтрино используют так называемую матрицу Понтекорво-Маки-Накагавы-Сакаты, в верхней строке которой стоят так называемые углы смешивания тета-12, тета-23 и тета-13. Первые два значения уже известны, а значение третьего, самого маленького, было ограничено сверху. Ученые намерены измерить этот параметр, что позволит им, в частности, понять, почему во Вселенной доминирует материя, а антиматерия практически отсутствует.

Рис. 1.

Рис. 2.

В эксперименте будут использоваться восемь детекторов, помещенных глубоко под землей в трех экспериментальных залах. Они будут фиксировать антинейтрино (для целей эксперимента не важно, «поймали» ли ученые нейтрино или антинейтрино), которые генерирует ядерные реакторы электростанций на юге Китая. Первый, «ближний» экспериментальный зал с двумя детекторами находится в трети километра от электростанции Дайя-бэй, второй, тоже с двумя детекторами – в полукилометре от электростанции Лин Ао.

Третий зал с четырьмя детекторами расположен в двух километрах от реакторов, на расстоянии, на котором антинейтрино достигают максимальной амплитуды своих «колебаний». Детекторы тщательно изолированы от космических лучей и заполнены веществом, сцинтиллирующим (дающим вспышки) при попадании нейтрино.

Как говорится в сообщении, детекторы первого зала уже зафиксировали первые антинейтрино, что означает старт сбора данных в рамках эксперимента. Второй зал начнет работу осенью, а дальние детекторы начнут сбор данных летом 2012 года.

Как ожидается, за два-три года детекторы зафиксируют достаточное число случаев превращения электронных нейтрино в два других типа, что позволит измерить значение параметра тета-13 с точностью до 1%.

Эксперимент возглавляют ученые из китайского Института физики высоких энергий, Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) и Брукхейвенской национальной лаборатории (США). В нем также участвуют специалисты из Гонконга, Тайваня, Чехии и России.