Фізики вперше виявили загадкові «примарні частинки» на LHC

Великий прорив у фізиці елементарних частинок був досягнутий на Великому адронному коллайдері (LHC).

фільтр першого разу нейтрино Вони були виявлені не тільки в LHC, але і в Який Коллайдер частинок.

Шість взаємодій нейтрино, виявлені за допомогою детектора FASERnu Sub-Nutrino, не тільки доводять доцільність технології, але й відкривають новий шлях для вивчення цих загадкових частинок, особливо при високих енергіях.

«До цього проекту не було жодних ознак нейтрино в колайдері частинок», – сказав він. Фізик Джонатан Фен сказав: Каліфорнійського університету, Ірвін, співголова FASER Collaboration.

«Цей важливий прорив є кроком до глибшого розуміння цих невловимих частинок і ролі, яку вони відіграють у Всесвіті».

Насправді нейтрино зустрічаються скрізь. Це одна з найбільш поширених субатомних частинок у Всесвіті. Але він не несе ніякого заряду і має майже нульову масу, тому, хоча він протікає через Всесвіт майже зі швидкістю світла, він майже не взаємодіє з ним взагалі. Зараз через вас протікають мільярди речей. Для нейтрино решта Всесвіту по суті нематеріальна; З цієї причини їх також називають частинками-привидами.

Хоча вони рідко взаємодіють, це ніколи не буває однаковим. Детектори, як кубик льоду в Антарктиді, Супер Каміоканде в Японії і міні-понг У Fermilab в штаті Іллінойс він використовував чутливі фотодетекторні матриці, призначені для захоплення світлових злив, які з’являються, наприклад, коли нейтрино взаємодіють з іншими частинками в абсолютно темному середовищі.

Але протягом тривалого часу вчені також хотіли вивчати нейтрино, що утворюються при зіткненнях частинок. Це пояснюється тим, що нейтрино коллайдера, які з’являються в основному при розпаді адронів, утворюються при дуже високих енергіях, які недостатньо вивчені. Виявлення нейтрино на коллайдері забезпечує доступ до енергії та типів нейтрино, які рідко зустрічаються в інших місцях.

READ  Дивний колакант не залишився незмінним 65 мільйонів років, виявляючи свій геном

FASERnu – це те, що відомо як файл Емульгаторний реагент. Свинцеві та вольфрамові пластини чергуються з шарами емульсії: під час експериментів з частками в LHC, нейтрино можуть зіткнутися з ядрами в свинцевих і вольфрамових пластинах, в результаті чого частинки залишають сліди в шарах емульсії, подібно до того, як іонізуюче випромінювання створює шляхи в а хмарна кімната.

Картини потрібно розвивати, як фотоплівку. Потім фізики могли проаналізувати траєкторії частинок, щоб побачити, що їх породило; Чи то нейтрино, то який «смак» чи тип нейтрино. Існує три різновиди нейтрино – електронне, мюонне та тау-а також їх антинейтрино.

Під час експериментального запуску FASERnu, проведеного у 2018 році, у шарах емульсії було зафіксовано шість взаємодій-кандидатів нейтрино. Це може здатися небагато, враховуючи кількість частинок, які утворюються під час роботи на Великому адронному коллайдері, але це дало для співпраці дві важливі частини інформації.

«По-перше, переконайтеся, що переднє положення точки взаємодії ATLAS в LHC є правильним місцем для виявлення нейтрино коллайдера», — сказав Фен. «По-друге, наші зусилля продемонстрували ефективність використання емульсійного детектора для моніторингу цих типів взаємодії нейтрино».

Експериментальний детектор був відносно невеликим пристроєм, приблизно 29 кілограмів (64 фунта). Зараз команда працює над повною версією, приблизно 1100 кілограмів (понад 2400 фунтів). Цей інструмент буде значно більш чутливим і дозволить дослідникам відрізнити смак нейтрино від їх антинейтрино.

Вони передбачають, що третій цикл спостережень на LHC дасть 200 мільярдів електронних нейтрино, 6 трильйонів мюонних нейтрино, 9 мільярдів тау-нейтрино та їх антинейтрино. Оскільки ми виявили лише близько 10 тау-нейтрино, наразі це було б досить великою проблемою.

Кооператив також дивиться на більш невловиму здобич. Вони покладають великі надії на розкриття темні фотони, що на даний момент є гіпотетичним, але може допомогти розкрити природу темна матеріяТаємнича, непомітна маса, яка становить більшу частину матерії у Всесвіті.

READ  Astronomers have discovered the fastest rotating magnetic star ever

Але самі відкриття нейтрино є дуже захоплюючим кроком вперед для нашого розуміння фундаментальних компонентів Всесвіту.

«Враховуючи потужність нашого нового детектора та його основне розташування в ЦЕРН, ми очікуємо, що зможемо зафіксувати понад 10 000 взаємодій нейтрино в наступному раунді LHC, починаючи з 2022 року», Фізик і астроном Девід Каспер сказав: Каліфорнійського університету, Ірвін, співголова проекту FASER.

«Ми відкриємо нейтрино найвищої енергії, отримане з штучного джерела».

Дослідження команди опубліковано в фізичний огляд d.

You May Also Like

About the Author: Monica Higgins

"Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер"

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *