Forskare registrerade för första gången i historien neutriner vid Large Hadron Collider
En internationell grupp av fysiker från FASER-samarbetet som arbetar med ATLAS-detektorn, tack vare användningen av emulsionsdetektor, för första gången i historien upptäcktes neutriner som dök upp vid LHC (Large Hadron kolliderare). Det handlar om denna unika händelse och ytterligare experiment som kommer att diskuteras i detta material.
Den svårfångade neutrinon och sökandet efter den
Neutrinos är en av de svåraste partiklarna i standardmodellen att observera. Och komplexiteten i deras studie ligger i det faktum att alla för närvarande kända neutrinosmaker deltar uteslutande i gravitationell och svag interaktion, och det är därför de praktiskt taget inte sprids av andra partiklar.
Så för en neutrino med en energi på en megaeletron / volt är väglängden i ett fast föremål 10 ^ 15 kilometer. Enkelt uttryckt kan en sådan partikel flyga fritt en kolossal sträcka i ett fast ämne innan den slumpmässigt kolliderar med en materiaatom.
En viktig egenskap hos svårfångade neutriner ligger också i det faktum att de har en extremt liten vikt. Så den totala massan av alla tre neutrinosmaker är inte mer än 0,26 elektron / volt, och den mest viktlösa neutrinon har förmodligen en massa på endast 0,086 elektron / volt. Detta är 6 - 7 storleksordningar mindre än massan av ett element som en elektron.
För att studera dessa partiklar har speciella installationer byggts runt om i världen. Super-Kamiokande har till exempel en detektor på 50 000 ton av den renaste vätskan, och i sådana installation som IceCube använder detektorns arbetsvätska i form av en isbit med en kantlängd på tusen meter.
Det är bara för att studera hur neutriner interagerar med andra partiklar i ett utökat energiområde från 1980-talet studerade ingenjörer möjligheten att fixera neutriner som dyker upp direkt vid acceleratorer partiklar.
Och i år publicerade en grupp forskare som arbetar med ATLAS-detektorn en analys av data som samlades in redan 2018. Så analysen visade att forskare för första gången i historien lyckades fixa neutriner som föddes i LHC.
Neutrinos med energier i teraelectron/volt dök upp under sönderfallet av hadroner, de flesta pioner, kaoner och D-mesoner, som uppträdde som ett resultat av kollisioner av protoner med en total energi av masscentrum lika med 13 teraelektron / volt.
Forskare registrerade denna händelse tack vare användningen av en emulsionsdetektor, som var belägen 480 meter från platsen för kollision av partiklar. Under experimentet kunde forskare registrera sex manifestationer av interaktionen mellan neutriner och materia med en statistisk signifikans på 2,7 standardavvikelser.
Forskarna rapporterade också att det arbete som gjorts tidigare bara är förberedelser för mer storskaligt experiment planerat till 2022-2024, då det andra stora LHC: s verksamhetssäsong.
Så, enligt fysikens antaganden, bör det under denna tid vid Large Hadron Collider finnas ungefär en biljon fall av uppkomsten av neutriner med en karakteristisk energi på en teraelektron / volt. Och forskare kommer att få omkring 10 000 interaktioner mellan neutriner och materia.
Ingenjörerna vill uppnå denna kraftiga ökning av antalet fixeringar tack vare modifieringen av detektorn, som ett resultat av vilket dess vikt kommer att öka från 29 kg till 1090 kg. Dessutom antar fysiker att de med den nya detektorn kommer att kunna särskilja interaktionen mellan alla tre typer av neutrinos vid energier som helt enkelt är fysiskt otillgängliga för andra registreringsanläggningar neutrino.
Nåväl, låt oss följa framgångarna och nya upptäckterna av forskare vid LHC.
Tja, om du gillade det aktuella materialet, glöm inte att betygsätta det och prenumerera på kanalen för att inte missa nya releaser. Tack för din uppmärksamhet!