El quinto neutrino tau observado por OPERA el 14 de agosto de 2014 ya fue noticia en este blog (“Gran noticia, OPERA observa su quinto neutrino tau,” LCMF 17 Jun 2015). Hoy ha aparecido en ArXiv el artículo con los detalles (su energía es de 12 ± 4 GeV). El experimento OPERA en el Laboratorio Nacional de Gran Sasso (LNGS), Italia, ha recibido haces de paquetes de neutrinos muónicos gracias al proyecto CERN Neutrinos to Gran Sasso (CNGS) entre 2008 y 2012, observando 19505 sucesos (todos neutrinos muónicos salvo cinco). Gracias a la oscilación de los neutrinos, algunos son observados como neutrinos tau. OPERA ha logrado observar a 5,1 σ la oscilación νµ → ντ en modo aparición. OPERA detecta el leptón tau que se producido cuando un ντ colisiona con el detector (proceso que involucra la interacción débil mediante un bosón W, también llamada corriente cargada). ¡Enhorabuena a los miembros de OPERA!
El artículo es OPERA Collaboration (N. Agafonova et al.), “Discovery of tau neutrino appearance in the CNGS neutrino beam with the OPERA experiment,” arXiv:1507.01417[hep-ex].
OPERA está formado por dos supermódulos idénticos, cada uno con 31 paredes de ladrillos ECC que se usan como detectores. Gracias a la energía depositada por partículas cargadas se puede reconstruir la trayectoria de dichas partículas con gran precisión.
Sin entrar en más detalles técnicos se esperaba detectar 2,64 ± 0,53 sucesos (asumiendo ∆m223 = 2,44×10−3 eV2 y sin2(2 θ23) = 1) , habiéndose detectado 5, sobre un fondo esperado de 0,25 ± 0,05 sucesos, como muestra la siguiente tabla. Por tanto se puede afirmar que ha habido suerte.
Usando sólo los cinco neutrinos tau observados por OPERA se puede estimar ∆m223 = 3,3 × 10−3 eV2 con un intervalo de confianza al 90% C.L. de [2,0, 5,0] × 10−3 eV2.
El descubrimiento (observación a más de 5 sigmas) de la oscilación de los neutrinos mu en neutrinos tau es una gran resultado para OPERA, fuera de toda duda.
