25 января, 2022

bolgrad

Находите самые свежие мировые новости со всего мира в Болграде.

Физики впервые обнаружили загадочные « призрачные частицы » на БАК

Крупный прорыв в физике элементарных частиц был достигнут на Большом адронном коллайдере (LHC).

первый раз фильтр нейтрино Они были обнаружены не только на LHC, но и в Который Коллайдер частиц.

Шесть взаимодействий нейтрино, обнаруженные с помощью детектора FASERnu Sub-Nutrino, не только доказывают осуществимость технологии, но и открывают новые возможности для изучения этих загадочных частиц, особенно при высоких энергиях.

«До этого проекта в коллайдере частиц не было никаких признаков нейтрино», — сказал он. Физик Джонатан Фенг сказал: Калифорнийского университета в Ирвине, сопредседатель FASER Collaboration.

«Этот важный прорыв — шаг к более глубокому пониманию этих неуловимых частиц и той роли, которую они играют во Вселенной».

На самом деле нейтрино можно найти повсюду. Это одна из самых распространенных субатомных частиц во Вселенной. Но он не несет заряда и имеет почти нулевую массу, поэтому, несмотря на то, что он течет через Вселенную почти со скоростью света, он практически не взаимодействует с ней. Сейчас через вас проходят миллиарды вещей. Для нейтрино остальная часть Вселенной по существу несущественна; По этой причине они также известны как частицы-призраки.

Хотя они редко взаимодействуют, это не одно и то же. Детекторы типа кубик льда в Антарктиде, Супер Камиоканде в Японии и мини-понг В Фермилабе в Иллинойсе он использовал матрицу чувствительных фотодетекторов, предназначенную для улавливания световых потоков, возникающих, например, при взаимодействии нейтрино с другими частицами в полностью темной среде.

Но долгое время ученые также хотели изучить нейтрино, образующиеся при столкновении частиц. Это потому, что нейтрино Коллайдера, которые возникают в основном при распаде адронов, возникают при очень высоких энергиях, которые недостаточно изучены. Обнаружение нейтрино на коллайдере обеспечивает доступ к энергиям и типам нейтрино, которые редко встречаются где-либо еще.

READ  Британское исследование показало, что вакцины против мРНК COVID-19 обеспечивают наибольший бустерный эффект.

FASERnu — это так называемый файл Реагент эмульгатора. Свинцовые и вольфрамовые пластины чередуются со слоями эмульсии: во время экспериментов с частицами на LHC нейтрино могут сталкиваться с ядрами в пластинах свинца и вольфрама, в результате чего частицы оставляют следы в слоях эмульсии, точно так же, как ионизирующее излучение прокладывает путь в а облачная комната.

Картины нужно проявлять как фотопленку. Затем физики могли анализировать траектории частиц, чтобы увидеть, что их произвело; Будь то нейтрино, тогда каков «аромат» или тип нейтрино. Есть три разновидности нейтрино — электронное, мюонное и тау, а также их аналоги-антинейтрино.

В ходе эксперимента FASERnu, проведенного в 2018 г., в слоях эмульсии было зарегистрировано шесть взаимодействий нейтрино-кандидатов. Это может показаться не таким уж большим, учитывая количество частиц, которые образуются во время работы на Большом адронном коллайдере, но это дало коллаборации две важные информации.

«Во-первых, убедитесь, что переднее положение точки взаимодействия ATLAS в LHC является правильным местом для обнаружения нейтрино коллайдера», Фэн сказал. «Во-вторых, наши усилия продемонстрировали эффективность использования детектора эмульсии для отслеживания этих типов нейтринных взаимодействий».

Экспериментальный детектор был относительно небольшим устройством, около 29 кг (64 фунта). В настоящее время команда работает над полной версией, весом около 1100 кг (более 2400 фунтов). Этот инструмент был бы значительно более чувствительным и позволил бы исследователям отличать ароматы нейтрино от их аналогов-антинейтрино.

Они предсказывают, что третий цикл наблюдений на LHC произведет 200 миллиардов электронных нейтрино, 6 триллионов мюонных нейтрино, 9 миллиардов тау-нейтрино и антинейтрино. Поскольку мы обнаружили всего около 10 тау-нейтрино, на данный момент это было бы довольно большой проблемой.

Кооператив также ищет более неуловимую добычу. Они возлагают большие надежды на раскрытие темные фотоны, что в настоящее время является гипотетическим, но может помочь раскрыть природу темная материяТаинственная необнаружимая масса, из которой состоит большая часть материи Вселенной.

READ  Впервые физики обнаружили признаки нейтрино на Большом адронном коллайдере.

Но сами по себе открытия нейтрино — очень захватывающий шаг вперед для нашего понимания фундаментальных компонентов Вселенной.

«Учитывая мощность нашего нового детектора и его основное расположение в ЦЕРНе, мы ожидаем, что сможем зарегистрировать более 10 000 нейтринных взаимодействий в следующем раунде LHC, начиная с 2022 года», Физик и астроном Дэвид Каспер сказал: Калифорнийского университета в Ирвине, сопредседатель проекта FASER.

«Мы откроем нейтрино самых высоких энергий, которые были произведены из искусственного источника».

Исследование команды опубликовано в физический обзор d.