在中微子混合的理論中,一種味道的中微子變?yōu)榱硪环N味道的中微子的概率與所走過的距離(L)比率除以中微子能量(E)的正弦函數(shù)相關(guān)。這一理論所預(yù)言的特殊圖形是味道變化的概率應(yīng)該趨向于零,然后因為L/E比值的增加而恢復(fù)。為這次對大氣中微子數(shù)據(jù)的分析,超級神岡的物理學(xué)家們發(fā)明了一種新的方法,僅僅選擇對走過的距離和中微子能量測量很好的事例。
在1998年進(jìn)行的測量中,因為許多事例的行走距離或中微子能量測量得不好,所以未能捕捉到特殊的振蕩圖形?,F(xiàn)在記錄的數(shù)據(jù)大約相當(dāng)那時的兩倍,加上大大改進(jìn)的技術(shù),所以新的分析只利用整個大氣中微子樣品14000個事例中的20%,但是所選擇的每個事例都被賦予了恰當(dāng)?shù)男凶呔嚯x值和中微子能量值。然后對中微子事例的數(shù)量作為L/E比率的函數(shù)進(jìn)行研究。這種方法被稱為“L除以E分析法”。
數(shù)據(jù)顯示,在與中微子混合理論相一致的一個L/E值有一個明顯的傾斜(右圖)。根據(jù)理論,只有中微子具有質(zhì)量,它才有可能從一種味道變?yōu)榱硗庖环N味道。因此,中微子振蕩的初次發(fā)現(xiàn)也可解釋為中微子具有質(zhì)量的第一個證據(jù)。然而,還有幾個非同尋常的理論大致解釋了由下往上行的繆子中微子的虧缺,譬如像中微子衰變?yōu)槠渌W拥那闆r。
超級神岡這一新的分析排斥了那些沒預(yù)言振蕩圖形的理論。另外,振蕩圖形中傾斜的位置是測量中微子之間的質(zhì)量差。超級神岡合作組所進(jìn)行的新的測量代表了到目前為止對質(zhì)量差所進(jìn)行的最精確的測量。將來基于加速器的實驗?zāi)繕?biāo)是進(jìn)行更為精確的測量。
超級神岡合作組包括來自日本、美國和韓國科研機(jī)構(gòu)的科學(xué)家。實驗的主要經(jīng)費(fèi)來源于日本的文部省以及美國能源部和國家科學(xué)基金會。除了推進(jìn)對基礎(chǔ)科學(xué)的了解外,合作組已經(jīng)在日美小組之間建立了強(qiáng)大的國際伙伴關(guān)系。 |