av Joseph E. Harmon , Argonne National Laboratory

Forskere refererer ofte til nøytrinoet som » spøkelsespartikkelen.»Neutrinos var en av de mest omfattende partiklene ved universets opprinnelse og forblir så i dag. Fusjonsreaksjoner i solen produserer store hærer av dem, som strømmer ned på Jorden hver dag. Trillioner passerer gjennom kroppene våre hvert sekund, så fly gjennom Jorden som om Den ikke var der.»mens de først postulerte for nesten et århundre siden og først oppdaget for 65 år siden, forblir nøytriner innhyllet i mysterium på grunn av deres motvilje mot å samhandle med materie,» sa Alessandro Lovato, en kjernefysiker ved US Department Of Energy (DOE) Argonne National Laboratory.Lovato er medlem Av et forskerteam fra fire nasjonale laboratorier som har konstruert en modell for å løse en av de mange mysteriene om nøytriner-hvordan de samhandler med atomkjerner, kompliserte systemer laget av protoner og nøytroner («nukleoner») bundet sammen av sterk kraft. Denne kunnskapen er viktig for å løse et enda større mysterium—hvorfor under sin reise gjennom rom eller materie nøytriner magisk morph fra en til en annen av tre mulige typer eller » smaker.»

for å studere disse svingningene har to sett med eksperimenter blitt gjennomført VED DOE ‘ S Fermi National Accelerator Laboratory (MiniBooNE og NOvA). I disse forsøkene genererer forskere en intens strøm av nøytriner i en partikkelakselerator, og sender dem deretter til partikkeldetektorer over en lang periode (MiniBooNE) eller fem hundre miles fra kilden (NOvA).

Å Vite den opprinnelige fordelingen av neutrino smaker, samler eksperimentalistene data relatert til samspillet mellom nøytrinene og atomkjernene i detektorene. Fra denne informasjonen kan de beregne eventuelle endringer i neutrino smaker over tid eller avstand. I Tilfelle Av MiniBooNE Og NOvA detektorer er kjernene fra isotopen carbon-12, som har seks protoner og seks nøytroner.»vårt team kom inn i bildet fordi disse forsøkene krever en meget nøyaktig modell av samspillet mellom nøytriner og detektorkjernene over et stort energiområde,» sa Noemi Rocco, en postdoc i Argonne ‘ S Physics division og Fermilab. Gitt elusiveness av nøytriner, å oppnå en omfattende beskrivelse av disse reaksjonene er en formidabel utfordring.lagets kjernefysikkmodell av neutrino-interaksjoner med en enkelt nukleon og et par av dem er den mest nøyaktige så langt. «Vår er den første tilnærmingen til å modellere disse interaksjonene på et slikt mikroskopisk nivå,» Sa Rocco. «Tidligere tilnærminger var ikke så finkornet.»En av lagets viktige funn, basert på beregninger utført på Den Nå pensjonerte Mira-superdatamaskinen Ved Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), var at nukleonparinteraksjonen er avgjørende for å modellere neutrino-interaksjoner med kjerner nøyaktig. ALCF ER EN DOE Office Of Science Bruker Anlegget.»jo større kjernene i detektoren er, desto større er sannsynligheten for at nøytrinene vil samhandle med dem,» sa Lovato. «I fremtiden planlegger Vi å utvide vår modell til data fra større kjerner, nemlig de av oksygen og argon, til støtte for eksperimenter planlagt I Japan og USA «Rocco la til at» for disse beregningene vil vi stole på enda kraftigere ALCF-datamaskiner, det eksisterende theta-systemet og kommende exascale-maskin, Aurora.»

Forskere håper at til slutt et komplett bilde vil dukke opp av smaksoscillasjoner for både nøytriner og deres antipartikler, kalt «antineutrinos.»Denne kunnskapen kan kaste lys over hvorfor universet er bygget av materie i stedet for antimaterie-et av de grunnleggende spørsmålene om universet.

papiret,med tittelen «Ab Initio Studie av (νℓ,ℓ−) og (νℓ, ℓ+) inkluderende spredning I C12: Konfrontere Miniboone OG T2k CCQE DATA,» er publisert I physical review X. Foruten Rocco Og Lovato, Forfattere inkluderer j. Carlson (Los Alamos National Laboratory), S. Gandolfi (Los Alamos National Laboratory), og r. Schiavilla (Old Dominion University/Jefferson Lab).