Primeros indicios a 2 sigmas de la violación CP en la física de los neutrinos

La oscilación de los neutrinos y de los antineutrinos será diferente si su física viola la simetría CP (posible origen de la asimetría primordial entre materia y antimateria). Tras analizar el doble de sucesos en 2017 que en 2016, la Colaboración T2K estima una significación estadística del 95% (dos sigmas) a que el ángulo de fase de violación CP es diferente de cero. Puede parecer poca significación, pero la física de los neutrinos es muy difícil; habrá que esperar a T2K-II para alcanzar los tres sigmas.

En concreto, el intervalo a 2 ? para el parámetro ?CP es de [–200 , +12] grados para una jerarquía de masas normal, y [–156 , –22] grados para una jerarquía de masas invertida; el valor preferido por el análisis estadístico bayesiano realizado es ?CP ? –150 grados para jerarquía normal y –79 grados para invertida. No hay que hacer mucho caso a estos números, pues su significación estadística es pobre. Todavía es pronto para lanzar las campanas al vuelo.

Por ahora solo tenemos una nota de prensa “T2K presents hint of CP violation by neutrinos,” ICRR, 04 Ago 2017, y las transparencias de una charla técnica, Mark Hartz (T2K Collaboration), “T2K neutrino oscillation results with data up to 2017 summer,” KEK Colloquium, 04 Aug 2017 [contrib, username: kds, password: fennel].

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Le recuerdo a los despistados que T2K es un experimento de oscilación de neutrinos electrónicos en modo aparición entre las ciudades japonesas de Tokai y Kamioka. En Tokai se encuentran tres aceleradores de protones en el complejo J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) y un pequeño detector de neutrinos; se usa el acelerador principal MR (Main Ring) que acelera protones a 30 GeV que inciden sobre un blanco de grafito para producir un haz de neutrinos (o antineutrinos, dependiendo de ciertos filtros) muónicos que está dirigido hacia Kamioka, que se encuentra a 295 km de distancia.

En Kamioka se encuentra el detector de neutrinos Super-Kamiokande (Super-Kamioka Neutrino Detection Experiment, o Super-K), que además estudia la desintegración del protón. Super-K (o SK-IV, porque ahora está en su cuarta fase) es un tanque de agua cilíndrico de 41,4 metros de alto y 39,3 metros de diámetro con 50 000 toneladas de agua ultrapura. Super-K puede detectar tanto neutrinos electrónicos como neutrinos muónicos. La oscilación del haz de neutrinos muónicos produce neutrinos electrónicos que se detectan en modo aparición en Super-K.

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