OPERA -experimentet, ligger vid Gran Sasso -laboratoriet vid Italiens nationella nationella institut för kärnfysik (INFN), utformades för att slutgiltigt bevisa att muonneutriner kan konvertera till tau-neutriner, genom en process som kallas neutrinooscillation, vars upptäckt belönades med Nobels fysikpris 2015. I ett papper publicerat idag i tidningen Fysiska granskningsbrev , OPERA-samarbetet rapporterar observation av totalt tio kandidathändelser för en konvertering från muon till tau-neutrino, i vad som är de mycket slutliga resultaten av experimentet. Detta visar entydigt att muonneutriner oscillerar till tauneutriner på väg från CERN, där muonneutriner producerades, till Gran Sasso -laboratoriet 730 km bort, där OPERA upptäckte de tio tau -neutrino -kandidaterna.

Idag har OPERA -samarbetet också gjort deras data offentliga via CERN Open Data Portal. Genom att släppa ut uppgifterna i det offentliga rummet, forskare utanför OPERA -samarbetet har möjlighet att bedriva ny forskning med dem. Datauppsättningarna har rik kontextinformation för att tolka data, även för utbildning. En visualiserare gör det möjligt för användare att se de olika händelserna och ladda ner dem. Detta är den första datalösning som inte är LHC via CERN Open Data-portalen, en tjänst som lanserades 2014.

Det finns tre sorters neutrinoer i naturen:elektron, muon och tau neutrinos. De kan kännetecknas av egenskapen att, när man interagerar med materia, de omvandlas vanligtvis till den elektriskt laddade leptonen med sitt namn:elektron, muon och tau leptons. Det är dessa leptoner som ses av detektorer, till exempel OPERA -detektorn, unik i sin förmåga att observera alla tre. Experiment som genomfördes vid millennieskiftet visade att muonneutriner, efter långa sträckor, skapa färre muoner än förväntat, vid interaktion med en detektor. Detta föreslog att muonneutriner pendlade till andra typer av neutrinoer. Eftersom det inte skedde någon förändring i antalet detekterade elektroner, fysiker föreslog att muonneutriner i första hand pendlade till tauneutriner. Detta har nu otvetydigt bekräftats av OPERA, genom direkt observation av tau -neutriner som dyker upp hundratals kilometer från muonneutrino -källan. Klargörandet av neutrinos oscillationsmönster belyser några av egenskaperna hos dessa mystiska partiklar, som deras massa.

OPERA-samarbetet observerade den första tau-leptonhändelsen (bevis på muon-neutrinooscillation) 2010, följt av ytterligare fyra händelser rapporterade mellan 2012 och 2015, när upptäckten av tau neutrino -utseende först bedömdes. Tack vare en ny analysstrategi tillämpad på hela dataprovet som samlats in mellan 2008 och 2012 - perioden för neutrino -produktion - har totalt tio kandidathändelser identifierats, med en extremt hög grad av betydelse.

"Vi har analyserat allt med en helt ny strategi, med hänsyn till händelsernas särdrag, "sade Giovanni De Lellis talesperson för OPERA -samarbetet." Vi rapporterar också den första direkta observationen av tau neutrino lepton -numret, parametern som skiljer neutrinoer från sin antimateria -motsvarighet, antineutrinos. Det är oerhört glädjande att se idag att våra äldre resultat till stor del överstiger det förtroende vi hade tänkt oss i experimentförslaget. "

Utöver experimentets bidrag till en bättre förståelse för hur neutrinoer beter sig, utvecklingen av ny teknik är också en del av arvet från OPERA. Samarbetet var det första som utvecklade helautomatiserad, höghastighetsavläsningsteknik med submikrometrisk noggrannhet, som var banbrytande för storskalig användning av de så kallade kärnemulsionsfilmerna för att spela in partikelspår. Kärnemulsionsteknik hittar tillämpningar inom ett brett spektrum av andra vetenskapliga områden från sökning efter mörk materia till vulkan- och glaciärutredning. Det tillämpas också för att optimera hadronterapin för cancerbehandling och användes nyligen för att kartlägga det inre av den stora pyramiden, ett av de äldsta och största monumenten på jorden, byggd under dynastin av faraon Khufu, även känd som Cheops.