A fizikusok most először hoztak létre és észleltek nagy energiájú „szellemrészecskéket” a világ legnagyobb atomzúzójában. Az eredmények segíthetnek feltárni a csillagok szupernóvájának titkait.
Kis részecskék, az úgynevezett neutrínóka FASER neutrínódetektorral a Large Hadron Colliderben (LHC) – a világ legnagyobb részecskegyorsítójában, amely az Európai Nukleáris Kutatási Szervezetnél (CERN) található Genf közelében, Svájcban.
A neutrínók spektrális becenevüket azért kapják, mert nem létező elektromos töltésük és csaknem nulla tömegük miatt alig lépnek kölcsönhatásba más típusú anyagokkal. A kísérteties becenévhez híven a neutrínók szinte fénysebességgel repülnek át a közönséges anyagokon. Fizikusok Bemutatták eredményeiket (Új lapon nyílik meg) Az Electroweak Interactions and Unified Theories Rencontres de Moriond 57. kongresszusán az olaszországi La Thuile-ban március 19-én.
Összefüggő: Szellemszerű neutrínók robbannak ki egy közeli galaxisból, és a tudósok nem tudják, miért
„Felfedeztünk egy teljesen új forrásból származó neutrínókat, a részecskeütközőket, ahol két részecskesugár ütközik össze rendkívül nagy energiával.” Jonathan Feng (Új lapon nyílik meg)az irvine-i Kaliforniai Egyetem fizikusa és a FASER Együttműködés szóvivője, – fogalmazott közleményében (Új lapon nyílik meg).
Minden másodpercben körülbelül 100 milliárd neutrínó halad át tested minden négyzetcentiméterén. Apró részecskék mindenhol megtalálhatók – a csillagok nukleáris lángjaiban, hatalmas szupernóva-robbanások során, kozmikus sugarak és radioaktív bomlás következtében, valamint részecskegyorsítókban és atomreaktorokban keletkeznek a Földön. Valójában a neutrínók, amelyeket először 1956-ban észleltek egy atomreaktorból kilökődőt, a fotonok után a második helyen állnak, mint az univerzum legnagyobb mennyiségben előforduló szubatomi részecskéje.
De annak ellenére, hogy mindenütt jelen vannak, a töltés nélküli, közel tömegű részecskék más anyagokkal való kölcsönhatása miatt rendkívül nehéz észlelni őket. Számos híres neutrínó-detektáló kísérlet ellenére – mint például a japán Super-Kamiokande detektor, a Fermilab MiniBooNE és az IceCube déli pólus detektora – Képesek voltak kimutatni a napenergia által generált neutrínókat.
De a neutrínók, amelyek a napból érnek el minket, csak egy apró szelet a szellemrészecskéknek. Az energiaspektrum másik végén az óriási szupernóva-robbanások és a részecskezáporok során keletkező nagyenergiájú neutrínók találhatók, amikor a mélyűrben lévő részecskék ütköznek a Föld légkörével. Ezek a nagy energiájú szellemek mindmáig rejtélyek maradtak a tudósok számára.
„Ezek a nagyenergiájú neutrínók az LHC-ben fontosak a részecskeasztrofizika igazán izgalmas megfigyeléseinek megértéséhez” Jimmy Boyd (Új lapon nyílik meg), a CERN részecskefizikusa és a FASER társszóvivője mondta a közleményben. Az új felfedezések segíthetnek megmagyarázni, hogyan égnek és robbannak fel a csillagok, és hogyan vezetnek a nagy energiájú neutrínók kölcsönhatásai más részecskék képződéséhez az űrben.
A szubatomi spektrumok rögzítésére a fizikusok egy Beaver részecskedetektort építettek: az ólomból és volfrámból álló sűrű fémlemezek ragadják meg a ragacsos, fényérzékelő anyag, az úgynevezett emulzió több rétegét. Amikor nagyenergiájú protonkötegek ütköznek egymással a Large Hadron Collider belsejében, melléktermék-részecskék zápora keletkezik, amelyek kis része neutrínó, amelyek bejutnak a Sable-ba. Az ezekből az ütközésekből származó neutrínók azután eltalálják a sűrű fémlemezekben lévő atommagokat, és más részecskékre bomlanak. Az emulziós rétegek a régi fényképészeti filmekhez hasonlóan működnek, kölcsönhatásba lépnek a neutrínó melléktermékeivel, és nyomon követik a részecske körvonalait, ahogy áthalad rajta.
Ennek a filmszerű emulziónak a „kifejlesztésével” és a részecskék röppályáinak elemzésével a fizikusok felfedezték, hogy a nyomok egy részét a lemezeken áthaladó neutrínók által keltett részecskesugár okozta; Még azt is azonosítani tudják, hogy a neutrínó három részecske „íze” közül melyiket észlelték – tau, müon vagy elektron.
A kísérlet által észlelt hat neutrínót először 2021-ben azonosították. A fizikusoknak két évbe telt, mire elegendő adatot gyűjtöttek ahhoz, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy valódiak. Most arra számítanak, hogy többet találnak majd, és úgy gondolják, hogy felhasználhatják azokat az univerzumban olyan környezetek felfedezésére, ahol nagy energiájú szellemrészecskék képződnek.
„Utazási specialista. Tipikus közösségi média tudós. Az állatok barátja mindenhol. Szabadúszó zombinindzsa. Twitter-barát.”
More Stories
A SpaceX Polaris Dawn űrszondájának legénysége a valaha volt legveszélyesebb űrsétára készül
Egy őskori tengeri tehenet evett meg egy krokodil és egy cápa a kövületek szerint
Egyforma dinoszaurusz-lábnyomokat fedeztek fel két kontinensen