Znanstvenici su prvi put u povijesti snimili neutrine na Velikom hadronskom sudaraču

Međunarodna grupa fizičara iz kolaboracije FASER koji rade na detektoru ATLAS, zahvaljujući korištenju emulzijski detektor, prvi put u povijesti, otkriveni su neutrini koji su se pojavili na LHC-u (Large Hadron sudarač). O ovom jedinstvenom događaju i daljnjim eksperimentima bit će riječi u ovom materijalu.

Neuhvatljivi neutrino i potraga za njim

Neutrini su jedna od najtežih čestica u Standardnom modelu za promatranje. A složenost njihovog istraživanja leži u činjenici da sudjeluju svi trenutno poznati okusi neutrina isključivo u gravitacijskim i slabim interakcijama, te ih zato praktički ne raspršuju druge čestice.

Dakle, za neutrino s energijom od jednog megaeletrona/volt, duljina puta u čvrstom objektu je 10 ^ 15 kilometara. Jednostavno rečeno, takva čestica može slobodno preletjeti kolosalnu udaljenost u krutom tijelu prije nego što se nasumično sudari s atomom materije.

Također, važna karakteristika neuhvatljivih neutrina leži u činjenici da imaju izuzetno malu težinu. Dakle, ukupna masa sva tri okusa neutrina nije veća od 0,26 elektron/volt, a najbetežinski neutrino navodno ima masu od samo 0,086 elektron/volt. To je 6 - 7 redova veličine manje od mase elementa kao što je elektron.

Za proučavanje ovih čestica širom svijeta izgrađene su posebne instalacije. Na primjer, Super-Kamiokande ima detektor od 50.000 tona najčišće tekućine, a u takvom instalacija poput IceCubea koristi radnu tekućinu detektora u obliku kocke leda s duljinom ruba od tisuću metara.

To je samo da se prouči kako neutrini stupaju u interakciju s drugim česticama u proširenom energetskom rasponu počevši od 1980-ih, inženjeri su proučavali mogućnost fiksiranja neutrina koji se pojavljuju izravno na akceleratorima čestice.

I ove godine grupa znanstvenika koji rade na detektoru ATLAS objavila je analizu podataka prikupljenih još 2018. godine. Tako je analiza pokazala da su po prvi put u povijesti znanstvenici uspjeli popraviti neutrine koji su rođeni u LHC-u.

Neutrini s energijama u teraelektron/volt pojavili su se tijekom raspada hadrona, većine piona, kaona i D-mezoni, koji su se pojavili kao rezultat sudara protona s ukupnom energijom središta mase jednakom 13 teraelektron/volt.

Znanstvenici su zabilježili ovaj događaj zahvaljujući korištenju detektora emulzije, koji se nalazio 480 metara od mjesta sudara čestica. Tijekom eksperimenta znanstvenici su uspjeli zabilježiti šest manifestacija interakcije neutrina s materijom sa statističkom značajnošću od 2,7 standardnih devijacija.

Znanstvenici su također izvijestili da je posao obavljen ranije samo priprema za više veliki eksperiment planiran za 2022-2024, kada je drugi veliki sezona rada LHC-a.

Dakle, prema pretpostavkama fizičara, tijekom tog vremena na Velikom hadronskom sudaraču trebalo bi biti oko trilijun slučajeva pojave neutrina s karakterističnom energijom od jednog teraelektrona / volta. A znanstvenici će dobiti oko 10.000 interakcija neutrina s materijom.

Inženjeri žele postići ovo oštro povećanje broja fiksacija zahvaljujući modifikaciji detektora, zbog čega će se njegova težina povećati s 29 kg na 1090 kg. Osim toga, fizičari pretpostavljaju da će s novim detektorom moći razlikovati interakciju sva tri vrste neutrina na energijama koje su jednostavno fizički nedostupne drugim objektima za registraciju neutrina.

Pa, pratimo uspjehe i nova otkrića znanstvenika na LHC-u.

Pa, ako vam se svidio trenutni materijal, ne zaboravite ga ocijeniti i pretplatiti se na kanal kako ne biste propustili nova izdanja. Hvala na pažnji!