Шесть лет назад Сотрудничество Super-Kamiokande в Японии ошеломило мир физики с доказательствами, что – вопреки долгосрочному предсказанию – neutrinos имеют массу (ScienceNOW, 5 июня 1998). Теперь бригада заполнила картину, наблюдая частицы, когда они изменяются от одного «аромата» до другого и назад.
Neutrinos приезжают в три аромата: мюон, электрон и tau. Бригада Super-K добилась своего прогресса 1998 года путем рассмотрения мюона neutrinos произведенный, когда космические лучи врезаются в частицы в атмосфере. Neutrinos обычно текут через вопрос путем, фотоны проходят через стекло. Но иногда мимолетное мюонное нейтрино сталкивается с протоном или ядром в датчике Супер-К, 50 000-тонный бак для воды, похороненный в шахте в центральной Японии и датчиках, выравнивающих заряженные частицы пятна резервуара, мчащиеся от столкновения. Super-K нашел больше мюона neutrinos льющийся дождем в датчик, чем подъем через землю – доказательства, что мюон neutrinos от противоположной стороны Земли колебался в tau neutrinos, который датчик не видят. Согласно законам квантовой механики, только могут колебаться частицы с массой.
Больше доказательств было необходимо, все же. Вероятность, что нейтрино изменит аромат, является функцией отношения расстояния, нейтрино путешествовало разделенное на его энергию. Чем дальше нейтрино путешествует, тем более вероятно оно должно колебаться. В теории числах neutrinos достижение датчика должно проследить пики и углубления классической кривой синуса, поскольку частицы продолжают переключать ароматы с расстоянием. Super-K имел достаточно данных, чтобы показать, что мюон neutrinos исчезал, но недостаточно показать ту кривую синуса.
Теперь, после еще шести лет наблюдений за нейтрино, бригада заполнила ту кривую. При подготовке лучших 20% этих 14 000 обнаружений, «мы можем фактически видеть падение, и затем [кривая] возвращается», говорят Генри Собель, физик в Калифорнийском университете, Ирвин, который является co-представителем стороны США сотрудничества мультистраны. Новые результаты, которые будут изданы в предстоящем выпуске Physical Review Letters, исключают некоторые альтернативные теории того, почему neutrinos исчезали и обостряют числа, управляющие, как колебания имеют место, какие теоретики должны построить всесторонние модели из поведения нейтрино.
«Это сотрудничество действительно сделало большую работу», говорит Элиджо Лизи, теоретик физики в Национальном Институте Италии Ядерной Физики (INFN) в Бари. «Это было неожиданно, они видели образец колебания». Но он предостерегает, что группа «выдвигает данные до своих пределов» и будет нуждаться в лучшей статистике, чтобы решить исход дела.