NOνA
ニュートリノ質量と混合角は、知られている限りでは宇宙の基礎定数である。これらの定数の測定は物理学の理解のための基本的要求事項である。CP 非保存パラメータ δ の値を知ることにより、宇宙になぜ物質・反物質非対称性が存在するかについての理解が深まることが期待される。また、シーソー機構理論によれば、ニュートリノの微小な質量は我々のテクノロジーでは直接研究することのできない非常に重い粒子に関連しているとされる。したがって、ニュートリノの測定により間接的に極高エネルギー物理学を研究することができる。
現在我々が知る物理学の理論の範囲では、ニュートリノ混合角が特定の値をとるべき理由はない。しかし、3つのうち θ12 だけは最大でも最小でもないことが決定されている。もし NOνA による測定もしくはそれに続く未来の実験により θ23 が最大で θ13 が最小であることが示されれば、自然界に未知の対称性がまだあることが示唆されるかもしれない。
その物理学上の目標を達成するため、NOνA は元々はミューニュートリノからなる NuMI ビーム内にニュートリノ振動の結果として現われることが期待される電子ニュートリノを効率的に検出できる必要がある。
MINOS などの既往のニュートリノ実験は、地下に設置することにより宇宙線背景を低減させていた。しかし、NOνA は地表にあり、正確なタイミング情報と明確なビームエネルギーにより背景を低減させている。検出器は NuMI ビームの起点からおよそ 810 km の距離、ビーム中心軸から 14 ミリラジアン (12 km) 西に設置されている。この位置では、中心に設置するよりもさらに狭いエネルギー分布のビームを試料とすることができ、さらに背景の影響を低減させることができる。
二つの検出器の設計は細粒度液体シンチレータ検出器である。前置検出器はフェルミラボに設置され、振動前のビームを試料とする。後置検出器はミネソタ州北部に設置され、液体シンチレータで満たされたおよそ 500,000 個の 4 cm × 6 cm × 16 m セルで構成される。