Problème des neutrinos atmosphériques

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Les rayons cosmiques interagissent dans les hautes couches de l'atmosphère et produisent des pions et des kaons qui se désintègrent en muons et en neutrinos muoniques. Les muons se désintègrent à leur tour en ν e {\displaystyle \nu _{e}} , ν μ {\displaystyle \nu _{\mu }} et e − {\displaystyle e^{-}} . Les particules produites sont très énergétiques. Théoriquement on doit observer environ deux fois plus de ν μ {\displaystyle \nu _{\mu }} que de ν e {\displaystyle \nu _{e}} .

Les nombreuses expériences (notamment Super-Kamiokande) ont montré une nette diminution du nombre de ν μ {\displaystyle \nu _{\mu }} détectés en fonction de l'angle zénithal. Les neutrinos muoniques provenant de l'atmosphère aux antipodes, après avoir traversé la Terre, sont nettement moins nombreux. La variation du déficit de ν μ {\displaystyle \nu _{\mu }} suivant l'angle zénithal ne peut s'expliquer que par des oscillations. Les oscillations ν μ ↔ ν τ {\displaystyle \nu _{\mu }\leftrightarrow \nu _{\tau }} pourraient permettre d'expliquer le phénomène.
En effet, les oscillations des ν e {\displaystyle \nu _{e}} seraient très faibles et le diamètre de la Terre en fait du même ordre de grandeur que la longueur d'oscillation pour les oscillations ν μ ↔ ν τ {\displaystyle \nu _{\mu }\leftrightarrow \nu _{\tau }} . Actuellement les meilleures valeurs sont θ ≃ 45 {\displaystyle \theta \simeq 45} ° et Δ m 2 ≃ 2.5 × 10 − 3 e V 2 {\displaystyle \Delta m^{2}\simeq 2.5\times 10^{-3}eV^{2}} . Il s'agit de la même valeur de l'angle de mélange que pour les oscillations des kaons neutres.

Voir aussi

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