First measurement of neutrino and antineutrino oscillation at T2K

این پایان نامه اندازه گیری ناپدید شدن میون نوترینو و پادنوترینو و ظهور نوترینو و پادنوترینو الکترون در یک نوترینو میون و پرتو ضد نوترینو را با استفاده از آزمایش T2K گزارش می کند. این یک نتیجه در فیزیک نوترینو را توصیف می کند که نشانه ای پیشگام از نقض برابری بار (CP) در نوسانات نوترینو است. اولین موردی که از یک آزمایش به دست می آید. نوترینوها برخی از فراوان‌ترین اما گریزان‌ترین ذرات در جهان هستند و ممکن است مکان امیدوارکننده‌ای برای جستجوی راه‌حلی برای معمای عدم تعادل ماده/ضد ماده در جهان قابل مشاهده باشند. کاملاً ثابت شده است که نوترینوها می توانند طعم را تغییر دهند (یا "نوسان" کنند، همانطور که توسط جایزه نوبل 2015 به رسمیت شناخته شد. تئوری نوسان نوترینو به نوترینوها و پادنوترینوها اجازه می دهد تا نوسان متفاوتی داشته باشند (نقض CP)، و ممکن است بینشی در مورد اینکه چرا جهان ما تحت تسلط ماده است ارائه دهد. روش‌های آماری بیزی، از جمله تکنیک برازش زنجیره مارکوف مونت کارلو، برای بهینه‌سازی همزمان چند صد پارامتر سیستماتیک که عدم قطعیت‌های برهمکنش آشکارساز، پرتو و نوترینو و همچنین شش پارامتر نوسان را توصیف می‌کنند، استفاده می‌شود.

This thesis reports the measurement of muon neutrino and antineutrino disappearance and electron neutrino and antineutrino appearance in a muon neutrino and antineutrino beam using the T2K experiment. It describes a result in neutrino physics that is a pioneering indication of charge-parity (CP) violation in neutrino oscillation; the first to be obtained from a single experiment. Neutrinos are some of the most abundant—but elusive—particles in the universe, and may provide a promising place to look for a potential solution to the puzzle of matter/antimatter imbalance in the observable universe. It has been firmly established that neutrinos can change flavour (or ‘oscillate’), as recognised by the 2015 Nobel Prize. The theory of neutrino oscillation allows for neutrinos and antineutrinos to oscillate differently (CP violation), and may provide insights into why our universe is matter-dominated. Bayesian statistical methods, including the Markov Chain Monte Carlo fitting technique, are used to simultaneously optimise several hundred systematic parameters describing detector, beam, and neutrino interaction uncertainties as well as the six oscillation parameters.