T2K: differenze tra le versioni

Versione delle 11:25, 24 apr 2025

Versione delle 10:59, 11 giu 2025

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La fase ''δ''_CP assume valori da ''-π'' a ''π'' (cioè da −180° a 180°) e può essere misurata confrontando le oscillazioni dei neutrini con quelle degli antineutrini. La [[simmetria CP]] sarebbe conservata, e quindi le probabilità di oscillazione sarebbero le stesse per neutrini e antineutrini, per ''δ''_CP uguale a 0 o ± ''π''. T2K ha fornito il primo e il più forte vincolo finora su ''δ''_CP, escludendo al livello di significatività 3σ (99,7%) quasi la metà dei valori possibili, i punti di conservazione di CP sono esclusi al livello di significatività del 95%; fornendo quindi un forte indizio che la violazione di CP può essere ampia nel settore dei neutrini. La violazione di CP è una delle [[Bariogenesi|condizioni]] proposte dal fisico russo [[Andrej Dmitrievič Sacharov|Andrei Sakharov]], necessarie per [[Bariogenesi|produrre]] l'eccesso di materia rispetto all'antimateria [[Big Bang|nell'universo primordiale]], che forma ora il nostro [[Asimmetria barionica|Universo costruito dalla materia]]. La violazione di CP nei quark fu confermata già nel 1964,<ref name="CroninFitch1964">{{Cita pubblicazione|autore=J. W. Cronin|anno=1964|volume=13|doi=10.1103/PhysRevLett.13.138|bibcode=1964PhRvL..13..138C|autore6=James Watson Cronin}}</ref> ma è troppo piccola per spiegare lo squilibrio osservato tra materia e [[antimateria]] nell'Universo. La forte violazione di CP nel settore dei neutrini potrebbe portare ad un eccesso di produzione di materia attraverso il processo chiamato leptogenesi e quindi tale misurazione sarebbe un passo importante per comprendere come si è formato l'Universo.<ref name="cpnature" /><ref>{{Cita news|lingua=en|url=https://www.science.org/content/article/skewed-neutrino-behavior-could-help-explain-matter-s-dominion-over-antimatter}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.bbc.com/news/science-environment-52297058|titolo= |sito=BBC News website|accesso=18 aprile 2020}}</ref>

L'esperimento NOvA è l'altro esperimento sull'oscillazione dei neutrini in grado di misurare ''δ''_CP attraverso il confronto tra i canali di oscillazione {{Particella subatomica|Muon neutrino}} →{{Particella subatomica|Electron neutrino}} e {{Particella subatomica|Muon antineutrino}} →{{Particella subatomica|Electron antineutrino}}. NOvA è condotto negli Stati Uniti e misura l’oscillazione dei neutrini alla distanza di 810&nbsp;km tra il luogo di produzione del fascio nel [[Fermilab]] e il rivelatore lontano ad Ash River, [[Minnesota]]. NOvA ha finora fornito una misurazione meno precisa di ''δ''_CP, che è in leggera tensione con il risultato T2K. Il punto di migliore fit per T2K si trova nella regione sfavorita da NOvA con un livello di confidenza del 90%. È in corso una analisi congiunta dei dati di entrambi gli esperimenti per quantificare la loro coerenza e produrre una misura sperimentale piupiù accurata.<ref>{{Cita web|url=https://kds.kek.jp/event/49811/|titolo=New Oscillation Results from T2K+NOvA}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://indico.fnal.gov/event/62062/|titolo=Results from a joint analysis of data from NOvA and T2K}}</ref>

Si prevede che i futuri upgrade di T2K forniranno misurazioni più precise di Δ''m''{{Apici e pedici|b=23|p=2}} e ''θ''₂₃, misurazioni di sezione d'urto che amplieranno la nostra comprensione delle interazioni dei neutrini, e migliori limiti sulla fase ''δ''_CP , indicando se la simmetria CP è conservata o violata nelle oscillazioni di neutrino fino ad un livello di confidenza di 3σ alla fine della presa dati e di 5σ o meglio nell'esperimento Hyper-Kamiokande.

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* Il diverso materiale tra ND280 (80% CH + 20% H₂O) e SK (H₂O pura) ci costringe a fare affidamento su modelli di sezione d'urto per individuare la stima in H₂O rispetto a quella in CH. La frazione d'acqua nei moduli scintillatori d'acqua WAGASCI è pari all'80%, consentendo una misurazione del rapporto della sezione d'urto dei neutrini della corrente carica tra acqua (H ₂ O) e plastica (CH) con una precisione del 3%.<ref name="babymind" /><ref name="wagasci" />

* Il nuovo rivelatore fornirà misurazioni di vari canali di interazione dei neutrini con [[Interazione debole#Interazione a corrente carica|corrente carica]] con elevata precisione, soglia di momento piupiù bassa e grande accettanza angolare. Ciò limiterà le incertezze dei modelli di flusso e di sezione d'urto per le particelle prodotte ad angoli elevati. Queste caratteristiche faciliteranno anche il rivelamento degli adroni a basso momento prodotti sia nelle interazioni di neutrino con stati legati di 2 nucleoni che attraverso reinterazioni all'interno del nucleo bersaglio delle particelle prodotte dal neutrino, e quindi una migliore modellazione di tali interazioni nel rivelatore lontano.<ref name="babymind" /><ref name="wagasci" />

* La posizione alla stessa distanza di 280 metri dal bersaglio di grafite dei rivelatori ND280 e INGRID, ma con un diverso angolo off-axisdi 1,5 gradi, fa sì che lo spettro energetico del fascio di neutrini abbia un picco ad una diversa energia. [[Combinazione lineare|La combinazione]] delle misure di questi rivelatori fornirà una migliore determinazione delle sezioni d'urto dei neutrini in funzione della loro energia.<ref name="babymind" /><ref name="wagasci" />