A new paper from T2K

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.161802

Pre-print: arXiv:1911.07283

[English]

While the appearance of electron neutrinos from the muon neutrinos was established in 2013 by T2K experiment [1], the CP counterpart, the appearance of electron anti-neutrino from muon anti-neutrinos has not confirmed yet. In this paper, T2K reports observations of 15 candidate electron antineutrino events with a background expectation of 9.3 events. Including information from the kinematic distribution of observed events, the hypothesis of no electron antineutrino appearance is disfavored with a significance of 2.40σ and no discrepancy between data and PMNS predictions is found.

It should be noted that in 2019, NOvA experiment, placed in US, reports a 4.4σ-significant observation of electron anti-neutrino from muon anti-neutrino [2].

[Vietnamese]

Tìm kiếm sự xuất hiện của phản-neutrino vị-electron từ một chùm tia cơ sở dài của các hạt phản-neutrino vị-muon

Dao động neutrino (neutrino oscillation) là một hiện tượng rất lý thú của vật lý neutrino, hiện tượng chứng tỏ rằng neutrino có khối lượng chứ không phải không có khối lượng như tiên đoán của Mô Hình Chuẩn của các hạt cơ bản. Đây là một hiện tượng lượng tử được thể hiện ở cấp độ vĩ mô, ở đó neutrino với vị nhất định (flavor eigenstates, có 3 loại thể hiện qua các tương tác đã được quan sát: neutrino vị-electron, neutrino vị-muon, neutrino vị-tau) là trạng thái chồng chập tuyến tính của 3 trạng thái riêng có khối lượng xác định (mass eigenstate) và khi di chuyển trong không gian, neutrino có thể chuyển đổi giữa các vị của mình. Nôm na, như một người có những tính cách nhất định tuy nhiên thể hiện ra không giống nhau ở những môi trường khác nhau: khi ở Việt Nam, người đó thể hiện một tính cách khác với khi người đó đến một quốc gia khác nhưng khi trở về Việt Nam thì vẫn tính cách ấy. 

Chuyển đổi từ vị-muon sang vị-electron của neutrino được T2K quan sát được năm 2013 [1]. Tuy nhiên quá trình đối xứng gương của quá trình này, chuyển đổi từ phản-neutrino vị-muon đến phản-neutrino vị-electron, chưa được quan sát thấy. Trong bài báo này với số liệu đến hết năm 2018, T2K quan sát thấy 15 tương tác giống tương tác của phản-neutrino vị-electron, so với phỏng đoán số tương tác nền là 9.3. Từ tính toán thống kê cho thấy giả thuyết không tồn tại dao động từ phản-neutrino vị-muon sang phản-neutrino vị-electron bị loại trừ với độ tin cậy 2.4σ (khoảng 98.6%). Bên cạnh đó, một phần quan trọng của bài báo là xem xét sự phù hợp của số liệu với mô hình dao động neutrino chuẩn, PMNS. Và kết quả cho thấy không có sự lệch đáng kể nào giữa số liệu và mô hình chuẩn này.

Cũng xin lưu ý là năm 2019, thí nghiệm NOvA ở Mỹ cũng đã cho ra kết quả tìm kiếm kênh chuyển vị này của phản neutrino với kết quả là giả thuyết không tồn tại dao động từ phản-neutrino vị muon sang phản-neutrino vị-electron 4.4σ.

References:

[1] Phys. Rev. Lett. 112 (2014) 061802, arXiv:1311.4750

[2] Phys.Rev.Lett. 123 (2019) 151803, arXiv:1906.04907