نیوزویز – همکاری بین المللی NOvA نتایج جدیدی را در کنفرانس نوترینو 2024 در میلان ایتالیا در 17 ژوئن ارائه کرد. این همکاری داده‌های نوترینوی خود را از انتشار قبلی چهار سال پیش دو برابر کرده است، از جمله افزودن نمونه جدیدی از نوترینوهای الکترونی کم انرژی. نتایج جدید با نتایج قبلی NOvA، اما با دقت بهبود یافته سازگار است. داده‌ها از ترتیب «عادی» توده‌های نوترینو قوی‌تر از قبل هستند، اما ابهام در مورد ویژگی‌های نوسانی نوترینوها باقی می‌ماند.
جدیدترین داده‌های NOVA اندازه‌گیری بسیار دقیقی از بزرگترین تقسیم بین جرم‌های مربعی نوترینوها را ارائه می‌دهد و اندکی از ترتیب جرم نرمال حمایت می‌کند. این دقت در تقسیم جرم به این معنی است که وقتی با داده‌های دیگر آزمایش‌های انجام‌شده بر روی راکتورهای هسته‌ای همراه می‌شود، داده‌ها به ترتیب عادی با احتمال تقریباً 7:1 نشان می‌دهند که نوترینوها به نظم عادی می‌چسبند، اما فیزیکدانان به آن نرسیده‌اند آستانه بالای اطمینان مورد نیاز برای اعلام یک کشف
NOvA، مخفف NuMI خارج از محور νه Appearance آزمایشی است که توسط آزمایشگاه شتاب دهنده ملی فرمی در وزارت انرژی ایالات متحده، واقع در خارج از شیکاگو انجام می شود. Fermilab پرتوی از نوترینوها را در 500 مایلی شمال به یک آشکارساز 14000 تنی در رودخانه Ash، مینه سوتا می فرستد. با اندازه‌گیری نوترینوها و پادماده‌های آنها، پادنوترینوها، در هر دو مکان، فیزیکدانان می‌توانند نحوه تغییر نوع این ذرات در حین حرکت را مطالعه کنند، پدیده‌ای که به عنوان نوسان نوترینو شناخته می‌شود.
هدف NOvA کسب اطلاعات بیشتر در مورد ترتیب جرمی نوترینوها است. فیزیکدانان می‌دانند که سه نوع نوترینو با جرم‌های متفاوت وجود دارد، اما جرم مطلق آنها یا سنگین‌تر بودن آنها را نمی‌دانند. مدل‌های نظری دو مرتبه جرمی ممکن، عادی یا معکوس را پیش‌بینی می‌کنند. در حالت عادی، دو نوترینو سبک و یک نوترینوی سنگین تر وجود دارد. معکوس، یک نوترینوی سبک و دو نوترینوی سنگین تر وجود دارد.
اریکا کاتانو مور، محقق فوق دکتری در ویلیام و مری و یکی از سازمان‌دهندگان این تحلیل، گفت: «به‌دست آوردن اطلاعات اضافی از آزمایش‌های راکتور، دانش ما را در مورد سفارش انبوه بهبود می‌بخشد و ما را به قلمرو هیجان‌انگیز نزدیک‌تر می‌کند». ما تقریباً برای یکی از سؤالات بزرگی که در فیزیک نوترینو از خود می‌پرسیم، پاسخی داریم. اما ما هنوز آنجا نیستیم.
راه حل نوسانات نوترینو در نتایج جدید مبهم است. فیزیکدانان در حال حاضر اطلاعات کافی برای تفکیک دو اثر روی نوسان ندارند: نظم دهی انبوه و خاصیتی به نام نقض برابری بار. این همکاری مقدار متوسطی از نوسان را مشاهده کرد که می‌توان آن را در هر دو سناریوی سفارش انبوه با سطوح مختلف نقض CP توضیح داد، بنابراین آنها نمی‌توانند ترتیب انبوه و نقض CP را تشخیص دهند. با این حال، فیزیکدانان توانسته اند ترکیب خاصی از این دو ویژگی را رد کنند.
جرمی ولکات، محقق فوق دکتری در دانشگاه تافتز، یکی از هماهنگ‌کنندگان تحلیل NOvA و سخنران کنفرانس، گفت: «ما واقعاً به بیش از یک اندازه‌گیری نیاز داریم تا همه چیزهایی را که باید بدانیم یاد بگیریم.
ولکات گفت: «NOvA بازیگر مهمی در این زمینه است، زیرا آزمایش‌های مختلفی که سعی در اندازه‌گیری پارامترهای یکسان دارند، جنبه‌های منحصربه‌فردی دارند. ما شروع به دیدن یک تصویر کرده ایم، اما تاریک است. این واقعاً مهم است که اقدامات مختلف با هم کار کنند.
آزمایش NOvA جمع‌آوری داده‌ها را در سال 2014 آغاز کرد و تا اوایل سال 2027 ادامه خواهد داشت و در این مدت همکاری امیدوار است مجموعه داده‌های ضد نوترینو خود را دو برابر کند. آنها همچنین به اجرای بهبودهای تحلیلی برای به حداکثر رساندن حساسیت آزمایش ادامه می دهند.
تلاش‌های آنها همچنین راه را برای آزمایش‌های آینده هموار می‌کند که به دنبال کمک بیشتر به حل معماهای پیرامون خواص نوترینوها هستند.
کاتانو مور گفت: “ما می خواهیم از داده ها بیشترین بهره را ببریم.” آنچه که ما می آموزیم – نه تنها از خود نتایج، بلکه آنچه در مورد روش های تجزیه و تحلیل می آموزیم – برای نسل بعدی آزمایش هایی که در حال حاضر در دست ساخت هستند مفید خواهد بود.
با این وجود، NOvA این پتانسیل را دارد که اطلاعات بیشتری در مورد نوترینوی گریزان فاش کند. زویا والاری، محقق فوق دکتری در CalTech و یکی از سازمان‌دهندگان این تحلیل، گفت: «این نتیجه یادآوری مهمی است که نسل فعلی آزمایش‌ها، از جمله NOvA، به جمع‌آوری داده‌های ارزشمند و ایجاد بینش در فیزیک ادامه می‌دهند. آنها در حال حاضر بهترین شانس ما برای کشف هستند.
همکاری NOvA از بیش از 200 دانشمند از 50 موسسه در هشت کشور تشکیل شده است. با داده های اضافی و بهبود تجزیه و تحلیل، NOvA به فیزیکدانان اجازه می دهد تا رفتار تغییر هویت نوترینوها را بهتر درک کنند.
آزمایشگاه ملی شتاب دهنده فرمی توسط دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده پشتیبانی می شود. دفتر علوم بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و در تلاش است تا به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما رسیدگی کند. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید Science.energy.gov.
