Научници су коначно открили неутрине у сударачу честица: СциенцеАлерт

Коначно, дух је већ у машини: по први пут, научници су створили неутрине у сударачу честица.

Ове обилне и мистериозне субатомске честице су толико удаљене од остатка материје да клизе кроз њих попут спектра, чинећи их познатим као „честице духова“.

Истраживачи кажу да овај рад означава прво директно посматрање неутрина сударача и да ће нам помоћи да разумемо како се те честице формирају, која су њихова својства и њихову улогу у еволуцији универзума.

Резултати постигнути коришћењем ФАСЕРну детектора на Великом хадронском сударачу, су приказани На 57. конференцији Ренцонтрес де Морионд о електрослабим интеракцијама и уједињеним теоријама у Италији.

„Открили смо неутрино из потпуно новог извора – сударача честица – где имате два снопа честица који се сударају заједно при изузетно високој енергији“, каже физичар честица Џонатан Фенг са Универзитета Калифорније, Ирвине.

Неутрини су међу најраспрострањенијим субатомским честицама у универзуму, одмах иза фотона. Али они немају електрични набој, њихова маса је близу нуле и једва да ступају у интеракцију са другим честицама на које наилазе. Стотине милијарди неутрина тренутно струји кроз ваше тело.

Неутрини се производе у енергетским условима, као што је нуклеарна фузија која се дешава унутар звезда, или експлозије супернове. И док их можда не примећујемо свакодневно, физичари верују да њихова маса – колико год мала – може утицати на гравитацију универзума (иако су неутрини углавном Одскаче као тамна материја).

Иако је њихова интеракција са материјом занемарљива, она није сасвим непостојећа; С времена на време, космички неутрино се судари са другом честицом, што доводи до веома слабог праска светлости.

Подземни детектори, изоловани од других извора зрачења, могу открити ове експлозије. ледена коцка на Антарктику, Супер Камиоканде у Јапану и мини пунђа Фермилаб у Илиноису има три таква реагенса.

Међутим, физичари су дуго покушавали да произведу неутрине у сударачима честица јер коришћене високе енергије нису тако добро проучене као неутрине ниже енергије.

„Они нам могу рећи о дубоком свемиру на начине на које иначе не можемо да научимо“, каже физичар честица Џејми Бојд из ЦЕРН-а. „Ови високоенергетски неутрини на ЛХЦ-у су важни за разумевање заиста узбудљивих запажања у астрофизици честица.“

ФАСЕРну је датотека детектор емулзије Састоји се од наизменичних милиметарских плоча од волфрама са слојевима емулзионог филма. Волфрам је изабран због његове велике густине, што повећава вероватноћу интеракције неутрина; Детектор се састоји од 730 емулзионих филмова укупне масе волфрама од око 1 тоне.

Током експеримената са честицама на ЛХЦ-у, неутрини могу да се сударе са језгром волфрамових плоча, стварајући честице које остављају трагове у слојевима емулзије, слично начину на који јонизујуће зрачење прави трагове у соба за облаке.

Као и фотографски филмови, ови панели морају бити развијени пре него што физичари могу да анализирају путање честица да виде шта их је произвело.

Шест кандидата неутрина је идентификовано и поново објављено 2021. Сада су истраживачи потврдили своје откриће, користећи податке из трећег круга надограђеног ЛХЦ-а који је почео прошле године, са нивоом значаја од 16 сигма.

То значи да је вероватноћа произвођења сигнала случајним случајем толико ниска да је нула; Ниво значаја од 5 сигма је довољан да се квалификује као откриће у физици честица.

Тим ФАСЕР-а још увек напорно ради на анализи података које је прикупио детектор и чини се вероватно да ће уследити још детекција неутрина. Очекује се да ће се трећа серија ЛХЦ-а наставити До 2026. годинеКонтинуирано прикупљање и анализа података.

Године 2021, физичар Давид Цаспер са Универзитета Калифорније, Ирвине, предвиђа да ће трка произвести око 10.000 интеракција неутрина, што значи да смо једва загребали површину онога што ФАСЕРну може да понуди.

„Неутрини су једине познате честице које много већи експерименти на Великом хадронском сударачу не могу директно да открију.“ Он кажеДакле, успешно посматрање ФАСЕР-а значи да се пуни физички потенцијал сударача коначно користи.

Резултати тима Представљен на 57. Конгресу Ренцонтрес де Морионд Електрослабих интеракција и уједињених теорија.