Учени за първи път в историята записаха неутрино в Големия адронен колайдер
Международна група физици от сътрудничеството FASER, които работят върху детектора ATLAS, благодарение на използването на емулсионен детектор, за първи път в историята бяха открити неутрино, които се появиха в LHC (Large Hadron ускорител). Става дума за това уникално събитие и по-нататъшни експерименти, които ще бъдат обсъдени в този материал.
Неуловимото неутрино и търсенето му
Неутрино са едни от най-трудните за наблюдение частици в Стандартния модел. И сложността на тяхното изследване се състои във факта, че участват всички известни в момента неутрино аромати изключително в гравитационни и слаби взаимодействия и затова те практически не се разпръскват от други частици.
Така че за неутрино с енергия от един мегаелетрон / волт дължината на пътя в твърд обект е 10 ^ 15 километра. Казано по-просто, такава частица може свободно да прелети колосално разстояние в твърдо тяло, преди да се сблъска на случаен принцип с атом материя.
Също така важна характеристика на неуловимите неутрино се крие във факта, че те имат изключително малко тегло. Така че общата маса на трите неутрино аромата е не повече от 0,26 електрон/волт, а най-безтегловното неутрино уж има маса само 0,086 електрон/волт. Това е с 6 - 7 порядъка по-малко от масата на елемент като електрон.
За изследване на тези частици са изградени специални инсталации по целия свят. Например, Super-Kamiokande има детектор от 50 000 тона най-чиста течност и в такъв инсталация като IceCube използва работния флуид на детектора под формата на кубче лед с дължина на ръба от хиляда метра.
Това е само за да се проучи как неутрино взаимодействат с други частици в разширен енергиен диапазон, започвайки от През 80-те години на миналия век инженерите проучват възможността за фиксиране на неутрино, които се появяват директно в ускорителите частици.
И тази година група учени, работещи върху детектора ATLAS, публикуваха анализ на данните, събрани през 2018 г. Така анализът показа, че за първи път в историята учените са успели да фиксират неутрино, родени в LHC.
Неутрино с енергия в тераелектрон/волт се появяват по време на разпада на адрони, повечето пиони, каони и D-мезони, които се появяват в резултат на сблъсъци на протони с обща енергия на центъра на масата, равна на 13 тераелектрон / волт.
Учените записали това събитие благодарение на използването на емулсионен детектор, който се намирал на 480 метра от мястото на сблъсък на частици. По време на експеримента учените успяха да запишат шест прояви на взаимодействието на неутрино с материята със статистическа значимост от 2,7 стандартни отклонения.
Учените също така съобщиха, че извършената по-рано работа е само подготовка за повече мащабен експеримент, планиран за 2022-2024 г., когато е вторият голям работния сезон на LHC.
Така че, според предположенията на физиците, през това време в Големия адронен колайдер трябва да има около трилион случаи на поява на неутрино с характерна енергия от един тераелектрон / волт. И учените ще получат около 10 000 взаимодействия на неутрино с материята.
Инженерите искат да постигнат това рязко увеличение на броя на фиксациите благодарение на модификацията на детектора, в резултат на което теглото му ще се увеличи от 29 кг на 1090 кг. Освен това физиците предполагат, че с новия детектор ще могат да разграничат взаимодействието и на трите видове неутрино при енергии, които са просто физически недостъпни за други регистрационни съоръжения неутрино.
Е, нека проследим успехите и новите открития на учените от LHC.
Е, ако ви е харесал текущия материал, тогава не забравяйте да го оцените и да се абонирате за канала, за да не пропуснете нови издания. Благодаря за вниманието!