Naukowcy po raz pierwszy w historii zarejestrowali neutrina w Wielkim Zderzaczu Hadronów

Międzynarodowa grupa fizyków z kolaboracji FASER, którzy pracują nad detektorem ATLAS, dzięki zastosowaniu detektor emulsji, po raz pierwszy w historii odkryto neutrina, które pojawiły się w LHC (Large Hadron zderzak). Chodzi o to wyjątkowe wydarzenie i dalsze eksperymenty, które zostaną omówione w tym materiale.

Nieuchwytne Neutrino i jego poszukiwanie

Neutrina to jedne z najtrudniejszych do zaobserwowania cząstek w Modelu Standardowym. A złożoność ich badań polega na tym, że biorą w nim udział wszystkie znane obecnie smaki neutrin wyłącznie w oddziaływaniach grawitacyjnych i słabych, dlatego praktycznie nie są rozpraszane przez inne cząstki.

Tak więc dla neutrina o energii jednego megaeletronu/wolt długość ścieżki w ciele stałym wynosi 10 ^ 15 kilometrów. Mówiąc prościej, taka cząstka może swobodnie przelecieć kolosalną odległość w ciele stałym, zanim przypadkowo zderzy się z atomem materii.

Ważną cechą nieuchwytnych neutrin jest również fakt, że mają one niezwykle małą wagę. Tak więc całkowita masa wszystkich trzech smaków neutrin wynosi nie więcej niż 0,26 elektron/wolt, a najbardziej nieważkie neutrino ma podobno masę tylko 0,086 elektron/wolt. To o 6-7 rzędów wielkości mniej niż masa pierwiastka, takiego jak elektron.

W celu zbadania tych cząstek na całym świecie zbudowano specjalne instalacje. Np. Super-Kamiokande posiada detektor 50 000 ton najczystszej cieczy, a w takiej instalacja jak IceCube wykorzystuje płyn roboczy detektora w postaci kostki lodu o długości krawędzi tysiąc metrów.

To tylko po to, by zbadać, jak neutrina oddziałują z innymi cząsteczkami w rozszerzonym zakresie energii, zaczynając od W latach 80. inżynierowie badali możliwość naprawiania neutrin, które pojawiają się bezpośrednio na akceleratorach cząstki.

A w tym roku grupa naukowców pracujących nad detektorem ATLAS opublikowała analizę danych zebranych w 2018 roku. Analiza wykazała więc, że po raz pierwszy w historii naukowcom udało się naprawić neutrina, które narodziły się w LHC.

Neutrina o energiach w teraelektronach / woltach pojawiły się podczas rozpadu hadronów, większości pionów, kaonów i Mezony D, które powstały w wyniku zderzeń protonów o całkowitej energii środka masy równej 13 teraelektron / wolt.

Naukowcy zarejestrowali to zdarzenie dzięki zastosowaniu detektora emulsji, który znajdował się 480 metrów od miejsca zderzenia cząstek. Podczas eksperymentu naukowcy byli w stanie zarejestrować sześć przejawów interakcji neutrin z materią ze statystyczną istotnością 2,7 odchylenia standardowego.

Naukowcy poinformowali też, że wcześniej wykonana praca to tylko przygotowanie na więcej eksperyment na dużą skalę planowany na lata 2022-2024, kiedy drugi duży sezon operacyjny LHC.

Tak więc, zgodnie z założeniami fizyków, w tym czasie w Wielkim Zderzaczu Hadronów powinno nastąpić około bilionów przypadków pojawienia się neutrin o charakterystycznej energii jednego teraelektronu/wolt. A naukowcy uzyskają około 10 000 interakcji neutrin z materią.

Inżynierowie chcą osiągnąć ten gwałtowny wzrost liczby fiksacji dzięki modyfikacji detektora, w wyniku której jego waga wzrośnie z 29 kg do 1090 kg. Ponadto fizycy zakładają, że dzięki nowemu detektorowi będą w stanie rozróżnić interakcje wszystkich trzech rodzaje neutrin o energiach, które są po prostu fizycznie niedostępne dla innych urządzeń rejestrujących neutrino.

Cóż, prześledźmy sukcesy i nowe odkrycia naukowców z LHC.

Cóż, jeśli podobał Ci się aktualny materiał, nie zapomnij go ocenić i zasubskrybuj kanał, aby nie przegapić nowych wydań. Dziękuję za uwagę!