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

El proyecto propone la participación de dos grupos españoles en el experimento K2K (KeK a Superkamiokande). K2K fue diseñado para confirmar la hipótesis de la existencia de oscilaciones de neutrinos, comúnmente aceptada como la interpretación más plausible del déficit de neutrinos muónicos provenientes de la atmósfera -así como de la fuerte dependencia de dicho déficit con el ángulo azimutal-observada por el detector Super-Kamiokande (SK en lo sucesivo). El hecho de que no exista déficit en los neutrinos atmosféricos de tipo electrónico, sugiere que la oscilación dominante es con una diferencia cuadrática de masas del orden de pocos mili electrón voltios al cuadrado y un ángulo de mezcla maximal. El experimento K2K envía un haz de neutrinos muónicos, producido en el laboratorio KEK, sito en Tsukuba, cerca de Tokio, al detector SK, que se encuentra en la mina de Kamioka, a unos doscientos cincuenta kilómetros de distancia. La energía promedio de los neutrinos muónicos es de aproximadamente de 1 GeV, lo que implica, si la interpretación del déficit atmosférico en términos de oscilaciones es correcta, una fuerte distorsión del haz de neutrinos observado en SK con respecto al haz original (sin oscilar) que se mide en un detector cercano, situado muy cerca de la fuente. La observación de dicha distorsión supondría la confirmación definitiva del fenómeno de oscilaciones y una medida adicional de los parámetros de la oscilación. La técnica experimental consiste precisamente en la comparación de la extrapolación del espectro medido en el detector cercano con el medido en SK. Dicha extrapolación requiere un conocimiento muy detallado de la composición del haz de neutrinos, ya que, debido a la gran diferencia en distancia, ambos detectores interceptan zonas angulares diferentes del haz (...)