NOvA y la jerarquía de masas de los neutrinos

Dibujo20170331 nova preliminary normal inverted hierarchy mass neutrino arxiv org 1703 03328

¿Cuál será el próximo gran avance en la física de los neutrinos? En la reciente conferencia Neutrino Telescopes (Neutel) XVII se ha anunciado que el detector NOvA está próximo a determinar si la jeraquía de masas de los neutrinos es normal (∆m232 > 0) o invertida (∆m232 < 0). Los primeros indicios apuntan a que es normal al 93% C.L. (tras observar 33 neutrinos electrónicos sobre un fondo de 8,2 ± 0,8 sucesos). Se espera que en menos de un año se obtengan resultados definitivos. Habrá que estar al loro.

Más información en Ryan Nichol, “Results from NOvA,” Neutel XVII, 14 Mar 2017 [PDF slides], y en el artículo The NOvA Collaboration, “Constraints on oscillation parameters from νe appearance and νμ disappearance in NOvA,” arXiv:1703.03328 [hep-ex]. Más información general sobre este problema en “Cuándo sabremos la jerarquía de masas de los neutrinos”, LCMF, 02 Jul 2015.

Dibujo20170331 the recent neutrino history arxiv org 1610 05533

El experimento NOvA está formado por dos detectores de neutrinos separados 810 kilómetros. La fuente es el haz de neutrinos muónicos NuMI producido en el Fermilab (por la colisión de protones a 120 GeV sobre un blanco de grafito). La oscilación del sabor de los neutrinos permite observar la desaparición de neutrinos muónicos y la aparición de neutrinos electrónicos. El nuevo resultado se ha obtenido tras el análisis de datos entre el 6 de febrero de 2014 y el 2 de mayo de 2016, correspondiente a 6,05 × 1020 protones en el blanco. NOvA sigue tomando datos.

Dibujo20170331 Muon-Neutrino Disappearance arXiv org 1701 05891

El detector NOvA ha observado de forma muy clara la desaparición de neutrinos muónicos. Si no existiera la oscilación se habrían observado 473 ± 30 neutrinos muónicos, pero se han observado solo 78 sucesos, como muestra esta figura. Más información en The NOvA Collaboration, “Measurement of the neutrino mixing angle θ23 in NOvA,” arXiv:1701.05891 [hep-ex].

Dibujo20170331 NuMu to NuE Oscillation Results NoVA arxiv org 1703 03328

La oscilación de neutrinos muónicos en electrónicos se ilustra con esta figura en el plano δCP y sin223). Como se ve, los datos apuntan hacia la jerarquía normal, aunque aún son insuficientes para descartar la jerarquía invertida. Los datos NOvA combinados con los de T2K se espera que puedan resolver esta cuestión para la próxima conferencia Neutel XVIII en 2018. Al menos así se ha rumoreado durante la conferencia de este año. Por supuesto, predecir el futuro es imposible. Pero lo que no se puede olvidar es que la física de los neutrinos es apasionante.


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