在自然界已知的基本粒子中，中微子可以說是最神秘的。Wolfgang Pauli 在 1930 年提出的中微子直到 1956 年才被實驗觀測到，因為它們很少與其他粒子相互作用。直到今天，物理學家仍在繼續更多地了解這些難以捉摸的粒子。

關于中微子最令人興奮的發現之一是它們在穿越空間和物質時能夠從一種類型的中微子轉變為另一種類型的中微子。物理學家研究這些稱為中微子振蕩的躍遷，以了解中微子的特性以及它們在宇宙形成中可能發揮的作用。

美國能源部費米實驗室的NOvA 實驗對中微子振蕩的最新測量使我們更接近于了解這些改變身份的粒子的性質和行為。

迄今為止，物理學家已經發現了三種類型的中微子，即電子中微子、μ 子中微子和 tau 中微子。中微子振蕩是每種中微子味道都是三種中微子質量的獨特混合物的結果。中微子的三個質量以不同波長的波的形式傳播，這導致中微子成為沿著中微子路徑不斷變化的混合味道。例如，這種特性使粒子衰變中產生的 μ 中微子能夠在以后作為電子中微子相互作用。反中微子，中微子的反粒子，也是相同的三種中微子質量的混合物，也會改變味道。

通過測量中微子振蕩，物理學家希望回答有關中微子的開放性問題，包括中微子質量的排序以及中微子是否違反稱為電荷奇偶性的對稱性。中微子質量排序——哪個中微子質量最輕，哪個最重？——是中微子質量起源的重要線索。電荷奇偶對稱性，或簡稱 CP，是一種自然的對稱性，其中粒子和反粒子的行為相同。中微子是服從還是不服從這種對稱性？中微子CP違反的發現將是開創性的，可以幫助解釋宇宙中物質和反物質的不平衡。

NOvA 科學家通過比較介子中微子束中的中微子振蕩與 μ 子反中微子束中的反中微子振蕩來了解質量排序和 CP 違反。
中微子和反中微子振蕩速率的差異或不對稱性可能導致兩種方式：物質效應，其中光束遇到的巖石、污垢和其他物質的存在對中微子和反中微子的振蕩速率產生不同的影響，具體取決于批量訂購；或者來自 CP 破壞，這將影響中微子和反中微子如何與中微子質量混合。在 NOvA 中，物質效應和 CP 違反加起來可能會產生很大的不對稱性，或者它們可以抵消而根本不產生不對稱性。

一個大型建筑棕色立方體，帶有黃色鰭，位于類似倉庫的建筑物中。
NOvA 實驗使用費米實驗室粒子加速器復合體來檢查振蕩。該NUMI光束線為實驗提供μ子中微子或μ子反中微子的直線、高強度和高純度光束。NOvA 科學家測量μ子中微子（或μ子反中微子）從光束中消失的速率，以及由于振蕩而電子中微子（或電子反中微子）出現在光束中的速率。為了完成這些測量，NOvA 使用了兩個位于光束路徑上的探測器。近探測器位于束源附近的費米實驗室，并在中微子有機會振蕩之前觀察中微子的相互作用。遠探測器位于明尼蘇達州北部，在中微子穿越地球 810 公里并有足夠的時間振蕩后觀察中微子的相互作用。

NOvA 合作現在已經發布了其最新的中微子振蕩測量結果。它是使用 2014 年 2 月 6 日至 2020 年 3 月 20 日收集的數據獲得的，與 NOvA 之前的結果相比，μ 中微子束數據增加了 50%。新結果還反映了數據分析方面的一些改進。

根據這些新數據，NOvA 沒有觀察到電子中微子和電子反中微子出現率的顯著不對稱性。特別是，結果不贊成組合產生大不對稱性的質量排序和 CP 違反的組合，但與產生與零一致的小不對稱性的組合一致。合作繼續收集數據，并致力于進一步改進對中微子振蕩的測量。到目前為止，合作收集的數據不到計劃數據集的一半。

NOvA 合作項目由來自8 個國家/地區49 個機構的260 多名科學家和工程師組成。有了額外的數據和進一步的分析改進，NOvA 將使物理學家更接近于了解中微子的身份改變行為。