Исследование, посвященное исчезновению мюонных нейтрино опубликовано в Physical Review D – Rapid Communications (препринт), статья о возникновении электронных нейтрино в детекторе опубликована в Physical Review Letters (препринт), кратко с содержанием работ можно ознакомиться в материале Physics.

Нейтрино — одни из самых распространенных частиц во Вселенной. Несмотря на это, их очень сложно зарегистрировать — они очень редко взаимодействуют с веществом и могут пролететь многие сотни световых лет, что делает их хорошими кандидатами для исследования астрономических объектов. Ученые выделяют три типа нейтрино на основе их аромата — электронное, мюонное и тау-нейтрино.

Но пока эти частицы путешествуют, с ними происходят изменения, называемые осцилляциями. Они приводят к тому, что нейтрино, родившееся как тау-частица, может прилететь на детектор уже будучи электронным и наоборот. Важно отметить, что у этих переходов есть строгая периодичность. Именно это свойство частиц позволило доказать, что считавшиеся безмассовыми частицами на самом деле обладают массой, хотя и небольшой. За это открытие в 2015 году Такааки Кадзите и Артуру Макдональду была вручена Нобелевская премия по физике.

Эксперимент NOvA изучает, как мюонные нейтрино превращаются в электронные. Источником первых является Национальная Ускорительная Лаборатория Ферми — в ней установлен «ближний» нейтринный детектор. Ускорительный комплекс порождает пучок, состоящий только из мюонных нейтрино, и если бы осцилляций не происходило, то «дальний» детектор, расположенный в 810 километрах от Фермилаб, фиксировал бы не больше одного электронного нейтрино в год из-за фона. Однако, в двух независимых анализах статистики первых 15 месяцев ученым удалось обнаружить соответственно шесть и одиннадцать электронных нейтрино. Для получения второго результата авторы использовали технику машинного обучения.

Читать дальше.