T2K forrásának megtekintése

A '''T2K''' ('''[[:en:Tōkai, Ibaraki|Tokai]] to [[:en:Kamioka, Gifu|Kamioka]]''')  kísérlet egy komplex részecskefizikai kísérlet, amely a [[Neutrínóoszcilláció|neutrínók oszcillációját]] méri. Ez az első kísérlet, amely sikeresen kimutatta elektron-neutrínók (<math>\nu_e</math>) megjelenését egy müon-neutrínó (<math>\nu_\mu</math>) nyalábban ,<ref>[http://press.cern/press-releases/2010/05/particle-chameleon-caught-act-changing Particle Chameleon Caught in the act of Changing], CERN press release</ref><ref name="1106.2822">{{Cite journal|arxiv=1106.2822 |author1=T2K Collaboration |title=Indication of Electron Neutrino Appearance from an Accelerator-produced Off-axis Muon Neutrino Beam |journal=Physical Review Letters |volume=107 |issue=4 |pages=041801 |year=2011 |doi=10.1103/PhysRevLett.107.041801 |pmid=21866992 |bibcode = 2011PhRvL.107d1801A }}</ref>  precíz becslést adott a  [[:en:Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata matrix|PMNS]] (Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata) neutrínó keveredési mátrix <math>\theta_{23}</math> paraméterére ,<ref name="1403.1532">{{Cite journal|arxiv=1403.1532 |author1=T2K Collaboration | title=Precise Measurement of the Neutrino Mixing Parameter \theta_{23} from Muon Neutrino Disappearance in an Off-Axis Beam | journal=Phys. Rev. Lett. |volume=112 | pages=181801 |year=2014 |issue=18 | doi=10.1103/PhysRevLett.112.181801 |pmid=24856687 }}</ref> és először talált anyag-antianyag aszimmetriára utaló jeleket neutrínóknál .<ref>{{Cite journal|arxiv=1502.01550 |author1=T2K Collaboration | title=Measurements of neutrino oscillation in appearance and disappearance channels by the T2K experiment with 6.6×10$^{20}$ protons on target | journal=Phys. Rev. |volume=D91 | pages=072010 |year=2015 | doi=10.1103/PhysRevD.91.072010 }}</ref><ref name="cpnature">{{Cite journal||journal=Nature|title=Constraint on the matter–antimatter symmetry-violating phase in neutrino oscillations|date=15 April 2020|volume=580|pages=339–344|doi=10.1038/s41586-020-2177-0|arxiv=1910.03887}}</ref> Ez utóbbi magyarázatot adhat az Univerzumban megfigyelhető anyagdominanciára .<ref>{{cite journal |last1=Fukugita |first1=M. |last2=Yanagida |first2=T. |title=Barygenesis without grand unification |journal=Physics Letters B |date=June 1986 |volume=174 |issue=1 |pages=45–47 |doi=10.1016/0370-2693(86)91126-3|bibcode=1986PhLB..174...45F }}</ref><ref>{{cite journal|last1=Mohapatra |first1=R N|last2=Antusch|first2=S|display-authors=1 |title=Theory of neutrinos: a white paper |journal=Reports on Progress in Physics |date=1 November 2007 |volume=70 |issue=11 |pages=1757–1867 |doi=10.1088/0034-4885/70/11/R02|arxiv=hep-ph/0510213|bibcode=2007RPPh...70.1757M}}</ref>

A kísérlet egy 500 fizikusokból és mérnökökből álló nemzetközi kollaborációban működik Japánban, több mint 60 kutatóintézet közreműködésével Euróbából, Ázsiából, Amerikából, ill. a [[CERN]] <ref>{{cite web |url=http://committees.web.cern.ch/rec/welcome.html |title=Recognized Experiments at CERN |website=The CERN Scientific Committees |publisher=CERN |access-date=20 January 2020 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20190613150251/http://committees.web.cern.ch/rec/welcome.html |archivedate=2019-06-13 }}</ref><ref>{{cite web |url=https://greybook.cern.ch/greybook/experiment/detail?id=RE13 |title=RE13/T2K : The long-baseline neutrino experiment |website=The CERN Experimental Programme |publisher=CERN |accessdate=2020-04-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20200430034507/https://greybook.cern.ch/greybook/experiment/detail?id=RE13 |archivedate=2020-04-30 }}</ref> részleges bevonásával.

A kísérletnek a neutrínónyalábot a [[J-PARC]] (Japan Proton Accelerator Research Complex) kutatóintézet biztosítja, amely Japán keleti partján, Tokaiban található. Mivel a müon-neutrinók a T2K kísérletben több száz kilométer megtétele után alakulnak át más neutrínótípusba, ezért a részecskenyalábot a J-PARC-tól 295 kilométer távolságra lévő [[Super-Kamiokande]] detektor felé irányítják. A nyaláb (oszcilláció előtti) tulajdonságait, neutrínó-íz összetételét egy a J-PARC teruletén található közeli detektorban (ND280) mérik, majd összehasonlítják a távolabbi Super-Kamiokande detektorban mért neutrínónyaláb összetételével. A két mérésből becsülik meg a neutrínók egymásbaalakulási valószínűségét. A Super-Kamiokande detektor képes mind müon- ill. elektron-neutrínók kölcsönhatásainak detektálására, ezért a müon-neutrínók eltűnését és az elektron-neutrínók megjelenését is képes kimutatni.

==Történet==
A T2K kísérlet a [[:en:K2K|K2K]] (KEK to Kamioka) kísérlet utóda, amely 1999-től 2004-ig működött. A T2K-hez hasonlóan, egy a Tsukubában, Japánban található [[:en:KEK|KEK]] kutatóintézet részecskegyorsítója által előállított müon neutrínó-nyalábot lőttek a 250 kilométerre lévő [[Super-Kamiokande]] detektor felé. A K2K kísérlet eredménye 99.9985% konfidencia szinten (4.3 [[:en:Standard deviation|σ]])  megerősítette a [[:en:muon neutrino|müon neutrínók]] eltűnését, és megerősítette a Super-Kamiokande detektor [[:en:Neutrino oscillation#Atmospheric neutrino oscillation|atmoszferikus neutrínók]]ból kimutatott eredményeit .<ref>{{cite book |last1=Oyama |first1=Yuichi |title=Nuclear Science and Safety in Europe |chapter=Results from K2K and status of T2K |series=NATO Security through Science Series |year=2006 |pages=113–124 |doi=10.1007/978-1-4020-4965-1_9 |arxiv=hep-ex/0512041|isbn=978-1-4020-4963-7 }}</ref><ref>{{cite journal |author=K2K Collaboration |title=Measurement of neutrino oscillation by the K2K experiment |journal=Physical Review D |date=12 October 2006 |volume=74 |issue=7 |pages=072003 |doi=10.1103/PhysRevD.74.072003|arxiv=hep-ex/0606032|bibcode=2006PhRvD..74g2003A }}</ref>

==Fizikai kutatási célok==
A T2K kísérlet ötlete 2003-ban jött létre a következő kutatási célokkal:<ref name="t2knim">{{Cite journal|author=T2K Collaboration |year=2011 |title=The T2K Experiment |journal=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment |volume=659 |issue=1 |pages=106–135 |arxiv=1106.1238 |doi=10.1016/j.nima.2011.06.067 |bibcode = 2011NIMPA.659..106A }}</ref>
* A <math>\nu_{\mu}</math> → <math>\nu_{e}</math> oszcilláció kimutatása, ill. a <math>\theta_{23}</math> [[:en:Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata matrix|PMNS]] oszcillációs paraméter nem nulla értékének kimutatàsa
* A <math>\Delta m_{23}</math> és <math>\theta_{23}</math> oszcillációs paraméterek pontos meghatározása müon-neutrínó eltűnés méréséből
* [[:en:sterile neutrino|Steríl neutrínó]]-oszcilláció jeleinek keresése
* Neutrínó-atommag szórási kölcsönhatások kutatása a GeV energiatartományban.

Az adatfelvétel 2010-es kezdete óta a T2K kísérlet egy sor fontos fizikai eredményt ért el:
* Elektron-neutrínó megjelenésének kimutatása müon-neutrínó nyalábban (<math>\nu_{\mu}</math> → <math>\nu_{e}</math>) <ref name="1106.2822" /><ref name="1304.0841">{{cite journal |author=T2K Collaboration |title=Evidence of electron neutrino appearance in a muon neutrino beam |journal=Physical Review D |date=5 August 2013 |volume=88 |issue=3 |pages=032002 |doi=10.1103/PhysRevD.88.032002|arxiv=1304.0841|bibcode=2013PhRvD..88c2002A }}</ref>
* A <math>\theta_{23}</math> neutrínó oszcillációs paraméter pontos meghatározása <ref name="1403.1532" />
* A CP-szimmetria sértés jelenségére való első indikációk felfedezése a [[Lepton]]-szektorban, ill. a <math>\delta_{CP}</math> neutrínó oszcillációs paraméter értékének első pontos behatárolása, amely az Univerzum anyag-antianyag aszimmetriájára adhat egyszer magyarázatot <ref name="cpnature"/>
* A [[:en:sterile neutrino|steril neutrínók]] oszcillációjának keresése az ND280 közeli <ref>{{cite journal |author=T2K Collaboration |title=Search for short baseline nue disappearance with the T2K near detector |journal=Physical Review D |date=16 March 2015 |volume=91 |issue=5 |pages=051102 |doi=10.1103/PhysRevD.91.051102 |arxiv=1410.8811|bibcode=2015PhRvD..91e1102A }}</ref> illetve a távoli Super-Kamiokande <ref>{{cite journal |author=T2K Collaboration |title=Search for light sterile neutrinos with the T2K far detector Super-Kamiokande at a baseline of 295 km |journal=Physical Review D |date=30 April 2019 |volume=99 |issue=7 |pages=071103 |doi=10.1103/PhysRevD.99.071103 |arxiv=1902.06529|bibcode=2019PhRvD..99g1103A }}</ref> detektorokkal.
* Neutrínó szórási [[hatáskeresztmetszet]] mérése elektron- <ref name="2002.11986">{{Cite journal|arxiv=2002.11986 | author=T2K Collaboration |title=Measurement of the charged-current electron (anti-)neutrino inclusive cross-sections at the T2K off-axis near detector ND280 |date=27 February 2020 |class=hep-ex | eprint=2002.11986}}</ref><ref>{{cite journal |author=T2K Collaboration |title=Measurement of the electron neutrino charged-current interaction rate on water with the T2K ND280 pi0 detector |journal=Physical Review D |date=19 June 2015 |volume=91 |issue=11 |pages=112010 |doi=10.1103/PhysRevD.91.112010|bibcode=2015PhRvD..91k2010A }}</ref> és müon neutrínók, illetve and antineutrínókkal <ref>{{Cite journal | author=T2K Collaboration |title=Measurement of the inclusive numu charged current cross section on carbon in the near detector of the T2K experiment |journal=Physical Review D |date=7 May 2013 |volume=87 |issue=9 |doi=10.1103/PhysRevD.87.092003|arxiv=1302.4908}}</ref> különböző atommagokon ([[Szén|C]], [[Víz|H2O]] and [[Vas|Fe]]).<ref>{{cite journal |author=T2K Collaboration |title=Measurement of the muon neutrino charged-current cross sections on water, hydrocarbon and iron, and their ratios, with the T2K on-axis detectors |journal=Progress of Theoretical and Experimental Physics |date=September 2019 |volume=2019 |issue=9 |pages=093C02 |doi=10.1093/ptep/ptz070|arxiv=1904.09611 |bibcode=2019PTEP.2019i3C02A }}</ref>

== Hivatkozások ==
{{jegyzetek}}

==További információk==
* [[:en:Kamioka Observatory|Kamioka Observatory]]
* [http://www.t2k-experiment.org/ A T2K hivatalos weboldala]
* [https://web.archive.org/web/20190716040219/http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/realtimemonitor/ Super-Kamiokande élő neutrínó detektor események]
* [https://www.youtube.com/watch?v=tBrFrdSneZg Neutrínó fizika – A T2K kísérlet (angolul) – YouTube]
* [https://www.youtube.com/watch?v=cs02i8TIphs Inside Japan's Big Physics | Part one: Super Kamiokande (angolul) – YouTube]

[[Kategória:Standard modell]]