Estudi de l'oscil·lació de neutrins en l'experiment K2K

El projecte proposa la participació de dos grups espanyols en l'experiment K2K (KeK a Superkamiokande). K2K va ser dissenyat per confirmar la hipòtesi de l'existència d'oscil·lacions de neutrins, comunament acceptada com la interpretació més plausible del dèficit de neutrins muònics provinents de l'atmosfera -així com de la forta dependència de l'esmentat dèficit amb l'angle azimutal-observada pel detector super-Kamiokande (SK en endavant). El fet que no hi hagi dèficit als neutrins atmosfèrics de tipus electrònic, suggereix que l'oscil·lació dominant és amb una diferència quadràtica de masses de l'ordre de pocs mili electró volts al quadrat i un angle de barreja maximal. L'experiment K2K envia un feix de neutrins muònics, produït al laboratori KEK, situat a Tsukuba, a prop de Tòquio, al detector SK, que es troba a la mina de Kamioka, a uns dos-cents cinquanta quilòmetres de distància. L'energia mitjana dels neutrins muònics és d'aproximadament d'1 GeV, el que implica, si la interpretació del dèficit atmosfèric en termes d'oscil·lacions és correcta, una forta distorsió del feix de neutrins observat en SK respecte al feix original (sense oscil·lar) que es mesura en un detector proper, situat molt a prop de la font. L'observació de l'esmentada distorsió suposaria la confirmació definitiva del fenomen d'oscil·lacions i una mesura addicional dels paràmetres de l'oscil·lació. La tècnica experimental consisteix precisament en la comparació de l'extrapolació de l'espectre mesurat al detector proper amb el mesurat en SK. L'esmentada extrapolació requereix un coneixement molt detallat de la composició del feix de neutrins, ja que, a causa de la gran diferència en distància, ambdós detectors intercepten zones angulars diferents del feix (...)