Végül a szellem már a gépben van: A tudósok most először hoztak létre neutrínókat egy részecskeütköztetőben.
Ezek a bőséges és titokzatos szubatomi részecskék annyira eltávolodtak az anyag többi részétől, hogy spektrumként siklanak át rajtuk, így „szellemrészecskékként” ismerték őket.
A kutatók szerint ez a munka az ütköző neutrínóinak első közvetlen megfigyelése, és segít megérteni, hogyan keletkeznek ezek a részecskék, mik a tulajdonságaik, és milyen szerepük van az univerzum evolúciójában.
A FASERnu detektor használatával elért eredmények a nagy hadronütköztetőben, meg lett mutatva Az 57. Rencontres de Moriond Konferencián Electroweak Interactions and Unified Theories Olaszországban.
„Felfedeztünk egy teljesen új forrásból származó neutrínókat, a részecskeütközőket, ahol két részecskesugár ütközik össze rendkívül nagy energiával.” mondja Jonathan Feng részecskefizikus az irvine-i Kaliforniai Egyetemről.
A neutrínók az univerzum legelterjedtebb szubatomi részecskéi közé tartoznak, csak a fotonok után. De nincs elektromos töltésük, tömegük közel nulla, és alig lépnek kölcsönhatásba más részecskékkel, amelyekkel találkoznak. Jelenleg több száz milliárd neutrínó áramlik át a testeden.
A neutrínók energetikai körülmények között keletkeznek, mint például a csillagok belsejében végbemenő magfúzió vagy szupernóva-robbanások. És bár nem vesszük észre őket naponta, a fizikusok úgy vélik, hogy tömegük – bármilyen csekély is – befolyásolhatja az univerzum gravitációját (bár a neutrínók nagyrészt Sötét anyagként ugrál).
Bár az anyaggal való kölcsönhatásuk elhanyagolható, nem teljesen nem létezik; Időnként egy kozmikus neutrínó ütközik egy másik részecskével, ami nagyon halvány fénykitörést eredményez.
A más sugárforrásoktól elkülönített földalatti detektorok képesek észlelni ezeket a robbanásokat. jégkocka az Antarktiszon, Szuper Kamiokande Japánban és mini zsemle Az illinoisi Fermilab három ilyen reagenssel rendelkezik.
A fizikusok azonban régóta törekedtek neutrínók előállítására részecskeütközőkben, mivel a felhasznált nagy energiákat nem vizsgálták olyan alaposan, mint az alacsonyabb energiájú neutrínókat.
„Olyan módon tudnak mesélni nekünk a mélyűrről, amit egyébként nem tudnánk megtanulni” – mondja Jamie Boyd, a CERN részecskefizikusa. „Ezek a nagy energiájú neutrínók az LHC-ben fontosak az igazán izgalmas részecskeasztrofizikai megfigyelések megértéséhez.”
A FASERnu egy fájl emulziódetektor Váltakozó milliméter vastag volfrámlemezekből áll, emulziós filmrétegekkel. A volfrámot nagy sűrűsége miatt választották, ami növeli a neutrínó kölcsönhatások valószínűségét; A detektor 730 emulziófilmből áll, amelyek össztömege körülbelül 1 tonna.
Az LHC-ben végzett részecskekísérletek során a neutrínók összeütközhetnek a volfrámlemezek magjaival, olyan részecskéket hozva létre, amelyek nyomokat hagynak az emulziórétegekben, hasonlóan ahhoz, ahogy az ionizáló sugárzás nyomokat hagy felhőszoba.
A fotófilmekhez hasonlóan ezeket a paneleket is elő kell fejleszteni, mielőtt a fizikusok elemezni tudnák a részecskepályákat, hogy megtudják, mi okozta őket.
Hat jelölt neutrínót azonosítottak és 2021-ben ismét publikáltak. A kutatók most megerősítették felfedezésüket, felhasználva a továbbfejlesztett LHC harmadik körének adatait, amely tavaly kezdődött, és a szignifikancia szintje kb. 16 szigma.
Ez azt jelenti, hogy annak a valószínűsége, hogy a jeleket véletlenszerűen állítják elő, olyan alacsony, hogy nulla; Az 5 szigma szignifikancia szint elegendő ahhoz, hogy a részecskefizikai felfedezésnek minősüljön.
A FASER csapata továbbra is keményen dolgozik a detektor által gyűjtött adatok elemzésén, és valószínűnek tűnik, hogy további neutrínó-detektálások következnek majd. Az LHC harmadik futama várhatóan folytatódik 2026-igFolyamatos adatgyűjtés és -elemzés.
2021-ben David Casper, az irvine-i Kaliforniai Egyetem fizikusa azt jósolja, hogy a verseny körülbelül 10 000 neutrínó kölcsönhatást fog produkálni, ami azt jelenti, hogy még alig kaptuk meg a FASERnu által kínált lehetőségeket.
„A neutrínók az egyetlen ismert részecskék, amelyeket a Nagy Hadronütköztetővel végzett nagyobb kísérletek nem tudnak közvetlenül kimutatni.” MondjaTehát a FASER sikeres megfigyelése azt jelenti, hogy az ütközőben rejlő teljes fizikai potenciált végre kiaknázzák.
A csapat eredményei A Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories 57. kongresszusán mutatták be.
Lili Farkas az Androbit szerzője, aki hírekkel, politikával, üzleti témákkal, technológiával, sporttal, szórakozással és életmóddal foglalkozik. Célja, hogy közérthető, hasznos és megbízható információkkal segítse az olvasókat az aktuális események és fontos témák követésében.
More Stories
Apple okosgyűrű fejlesztésén dolgozhat – érkezhet az iRing
Rejtélyes marsi jelenséget azonosítottak egy elveszett NASA-űrszonda korábbi adatai alapján
Óriási aszteroida közelíti meg a Földet: a NASA szerint továbbra sincs teljes védelem