MiniBooNE es un experimento en Fermilab diseñado para observar oscilaciones de neutrinos (BooNE es un acrónimo de Booster Neutrino Experiment ). Un haz de neutrinos que consiste principalmente en neutrinos muónicos se dirige a un detector lleno de 800 toneladas de aceite mineral ( compuestos de metileno ultrarefinados ) y revestido con 1.280 tubos fotomultiplicadores . [1] Un exceso de eventos de neutrinos de electrones en el detector respaldaría la interpretación de la oscilación de neutrinos del resultado del LSND (detector de neutrinos de centelleo líquido).
MiniBooNE comenzó a recopilar datos en 2002 [2] y todavía estaba en funcionamiento en 2017 [3].
Historia y motivación
La observación experimental de neutrinos solares y neutrinos atmosféricos proporcionó evidencia de oscilaciones de neutrinos , lo que implica que los neutrinos tienen masas. Los datos del experimento LSND en el Laboratorio Nacional de Los Alamos son controvertidos ya que no son compatibles con los parámetros de oscilación medidos por otros experimentos de neutrinos en el marco del Modelo Estándar . Debe haber una extensión del modelo estándar o uno de los resultados experimentales debe tener una explicación diferente. Además, el experimento KARMEN en Karlsruhe [4] examinó una región [de baja energía] similar al experimento LSND, pero no vio indicios de oscilaciones de neutrinos. Este experimento fue menos sensible que el LSND y ambos podrían tener razón.
Los datos cosmológicos pueden proporcionar un vínculo indirecto, pero más bien dependiente del modelo, a la masa de neutrinos estériles , como el m s <0,26 eV (0,44 eV ) al límite de confianza del 95% (99,9%) dado por Dodelson et al. . [5] Sin embargo, los datos cosmológicos se pueden acomodar dentro de modelos con diferentes supuestos, como el de Gelmini et al. [6]
MiniBooNE fue diseñado para verificar o refutar sin ambigüedades el controvertido resultado de LSND en un ambiente controlado.
- 2007
- Después de la viga se puso en marcha en 2002, los primeros resultados se dieron a finales de marzo de 2007, y no mostraron evidencia de muón neutrino de electrón neutrino oscilaciones en el LSND [baja energía] región, refutar una interpretación simple oscilación 2-neutrinos de los resultados LSND . [7] La colaboración MiniBooNE está realizando actualmente análisis más avanzados de sus datos; Los primeros indicios apuntan hacia la existencia del neutrino estéril , [8] un efecto interpretado por algunos físicos como una insinuación de la existencia de la masa [9] o violación de Lorentz . [10]
- 2008
- Algunos miembros de MiniBooNE han formado una nueva colaboración con científicos externos y han propuesto un nuevo experimento (llamado MicroBooNE ) diseñado para investigar más esto. [11]
- 2018
- Con un estudio publicado en arXiv , [3] la Colaboración anunció que el hallazgo de oscilaciones de neutrinos en MiniBooNE se confirma en un nivel de 4.8 sigma y, cuando se combina con datos en LSND, en un nivel de 6.1 sigma. Esto sugiere la detección de neutrinos estériles y una desviación significativa de la física conocida. [12] La implicación del artículo es que algunos de los neutrinos muónicos están cambiando a neutrinos estériles antes de cambiar de identidad nuevamente a neutrinos electrónicos. [13]
Referencias
- ^ "Detector" . Detalles del experimento MiniBooNE . Fermilab . Consultado el 7 de diciembre de 2015 .
- ^ "Sitio web de MiniBooNE" .
- ^ a b La colaboración MiniBooNE (mayo de 2018). "Observación de un exceso significativo de eventos similares a los electrones en el experimento de neutrinos de línea de base corta MiniBooNE". arXiv : 1805.12028 [ hep-ex ].
- ^ "Experimento KARMEN" (Comunicado de prensa). 3 de agosto de 2011. Archivado desde el original el 5 de enero de 2013.
- ^ S. Dodelson; A. Melchiorri; A. Slosar (2006). "¿Es la cosmología compatible con neutrinos estériles?". Cartas de revisión física . 97 (4): 04301. arXiv : astro-ph / 0511500 . Código Bibliográfico : 2006PhRvL..97d1301D . doi : 10.1103 / PhysRevLett.97.041301 .
- ^ G. Gelmini; S. Palomares-Ruiz y S. Pascoli (2004). "Baja temperatura de recalentamiento y el neutrino estéril visible". Cartas de revisión física . 93 (8): 081302. arXiv : astro-ph / 0403323 . Código Bibliográfico : 2004PhRvL..93h1302G . doi : 10.1103 / PhysRevLett.93.081302 . PMID 15447171 .
- ^ AA Aguilar-Arévalo; et al. (Colaboración MiniBooNE) (2007). "Una búsqueda de aparición de neutrinos electrónicos en la escala Δ m 2 ~ 1 eV 2 ". Cartas de revisión física . 98 (23): 231801. arXiv : 0704.1500 . Código Bibliográfico : 2007PhRvL..98w1801A . doi : 10.1103 / PhysRevLett.98.231801 . PMID 17677898 .
- ^ M. Alpert (agosto de 2007). "Atajos dimensionales" . Scientific American . Archivado desde el original el 24 de enero de 2013 . Consultado el 23 de julio de 2007 .
- ^ H. Päs; S. Pakvasa; TJ Weiler (2007). "Atajos en dimensiones extra y física de neutrinos". Actas de la conferencia AIP . 903 : 315. arXiv : hep-ph / 0611263 . doi : 10.1063 / 1.2735188 .
- ^ T. Katori; VA Kostelecky; R. Tayloe (2006). "Modelo global de tres parámetros para oscilaciones de neutrinos mediante violación de Lorentz". Physical Review D . 74 (10): 105009. arXiv : hep-ph / 0606154 . Código Bibliográfico : 2006PhRvD..74j5009K . doi : 10.1103 / PhysRevD.74.105009 .
- ^ M. Alpert (septiembre de 2008). "Fermilab busca visitantes de otra dimensión" . Scientific American . Consultado el 23 de septiembre de 2008 .
- ^ Letzter, Rafi (1 de junio de 2018). "Un gran experimento de física acaba de detectar una partícula que no debería existir" . LiveScience . Consultado el 4 de junio de 2018 .
- ^ ¿El laboratorio de física de EE. UU. Ha encontrado una nueva partícula? . Paul Rincon, BBC News . 6 de junio de 2018.
enlaces externos
- Nota de prensa de los primeros resultados de MiniBooNe y arXiv : 0704.1500
- Sitio web de MiniBooNE
- Publicaciones MiniBooNE
- Detalles del experimento
- Descripción general de MiniBooNE para proveedores de aceite mineral
- Una discusión informal del experimento y los resultados iniciales.
- Experimento Cuarto neutrino de Nix (abril de 2007 Scientific American)
- Atajos dimensionales: evidencia de neutrinos estériles; (Agosto de 2007; Scientific American)