Świeże spojrzenie na oscylację neutrin
NUMI Off-axis ve Appearance (NOvA) to nazwa projektu współpracy międzynarodowej, skupiającego ponad 200 naukowców i inżynierów z 39 uniwersytetów, laboratoriów i innych instytucji. Mają oni do dyspozycji dwa detektory do pomiaru prawdopodobieństwa oscylacji w wiązce wytwarzanej w ramach projektu NuMI (Neutrinos at the Main Injector) w Fermilabie. Kiedy neutrina pokonują drogę z Fermilabu niedaleko Chicago do laboratorium Ash River w północnej Minnesocie w Stanach Zjednoczonych, przenikając przez skorupę ziemską, rozproszenie neutrin elektronowych (ve) na elektronach atomowych może albo zwiększyć, albo zablokować prawdopodobieństwo oscylacji. W przypadku neutrin efekt jest odwrotny niż w przypadku antyneutrin. Aby zgłębić naturę neutrin elektronowych, naukowcy porównują prawdopodobieństwo oscylacji zachodzące w przypadku neutrin i antyneutrin. W tej dziedzinie kluczowy okazał się projekt NEUTRINOSNOVA (Searching for the remaining unknown neutrino oscillation parameters using the NOvA long baseline experiment), finansowany ze środków unijnych. Zespół naukowców w ramach tego projektu odegrał czołową rolę w opracowaniu zaawansowanego systemu tworzenia wiarygodnego zbioru zdarzeń, które zostały zaobserwowane w ramach projektu NOvA i procesu inteligentnego uwalniania. Nowy tryger, działający w oparciu o analizę danych, zapisuje informacje zgodnie z charakterystyczną sygnaturą neutrina. Następnie petabajty zgromadzonych danych muszą zostać przetworzone. Zespół badawczy NEUTRINOSNOVA skoordynował pracę 20 badaczy odpowiedzialnych za interpretację danych NOvA za pomocą symulacji metodą Monte Carlo. Przetworzenie olbrzymiej ilości danych możliwe było dzięki narzędziom do przetwarzania w chmurze i innowacyjnym systemom zarządzania danymi. Pierwsze wyniki badań, które zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie Physical Review Letters, rzuciły nowe światło na nieznane aspekty mieszania neutrin. Eksperyment NOvA okazał się szczególnie skuteczny w przypadku badania masy trzech stanów zapachowych neutrin, a także badania, czy neutrina mieszają się inaczej niż antyneutrina. Dwa detektory używane w projekcie NOvA będą przez kolejne lata zbierać dane na temat neutrin i antyneutrin. Dzięki pełnej mocy wiązki wysyłanej z Fermilabu oraz dostępnym narzędziom do bezpośredniej analizy uzyskanych danych o dużej objętości, ten międzynarodowy projekt współpracy ma dużą szansę, by umożliwić zdobycie wiedzy na temat zmieniającego się świata neutrin.
Słowa kluczowe
Oscylacja neutrin, NOvA, Fermilab, NEUTRINOSNOVA, symulacja metodą Monte Carlo