Duh je končno res v stroju: znanstveniki so ustvarili prvega nevtrino v trkalniku delcev.

Ti številni, a zagonetni subatomski delci so tako daleč od preostale snovi, da drsijo skoznjo kot duhovi, zaradi česar so si prislužili vzdevek “delci duhov”.

Raziskovalci pravijo, da to delo predstavlja prvo neposredno opazovanje nevtrinov v trkalniku in nam bo pomagalo razumeti, kako se ti delci oblikujejo, kakšne so njihove lastnosti in vlogo, ki so jo igrali pri razvoju vesolja.

Rezultati, pridobljeni z uporabo detektorja FASERnu na velikem hadronskem trkalniku, so bili predstavljeni Na 57. konferenci Rencontres di Moriand Electroweak Interaction and Unified Theories, Italija.

“Odkrili smo nevtrine iz novega vira – trkalnikov delcev – kjer imate dva žarka delcev, ki sta zdrobljena skupaj pri izjemno visokih energijah,” pravi fizik delcev Jonathan Feng Kalifornijska univerza Irvine.

Nevtrini so med najpogostejšimi subatomskimi delci v vesolju, takoj za fotoni. Vendar nimajo električnega naboja, njihova masa je skoraj enaka nič in komaj komunicirajo z drugimi delci, s katerimi se srečujejo. V tem trenutku skozi vaše telo teče na stotine milijard nevtrinov.

Nevtrini nastajajo v energijskih pogojih, kot je npr atomska fuzija Kar se dogaja znotraj zvezd ali eksplozije supernove. In čeprav jih ne moremo videti vsak dan, fiziki verjamejo, da je njihova masa — čeprav manjši – verjetno vpliva na gravitacijo vesolja (čeprav so bili nevtrini veliko zavrniti kot temno snov,

Čeprav je njihova interakcija s snovjo majhna, ni popolnoma neobstoječa; včasih kozmično nevtrino trči z drugim delcem in povzroči zelo šibek izbruh svetlobe.

Podzemni detektorji lahko zaznajo te eksplozije, izolirane od drugih virov sevanja. ledena kocka na Antarktiki, Super Kamiokande na Japonskem in MiniBooNE V Fermilabu v Illinoisu so trije takšni detektorji.

Nevtrine, proizvedene v trkalnikih delcev, pa so fiziki že dolgo iskali, ker vključenih visokih energij niso preučevali tako dobro kot nizkoenergijski nevtrini.

“Lahko nam povedo o globokem vesolju, o katerem sicer morda ne bi izvedeli,” pravi Jamie Boyd, fizik delcev v CERN-u. “Ti zelo visokoenergijski nevtrinski delci na LHC so ključni za razumevanje nekaterih resnično vznemirljivih opazovanj v astrofiziki.”

Fasranu je eden detektor emulzije Sestavljen je iz milimetrov debelih volframovih plošč, izmenjenih s plastmi emulzijskega filma. Volfram je bil izbran zaradi njegove visoke gostote, ki poveča verjetnost interakcije z nevtrini; Detektor je sestavljen iz 730 emulzijskih filmov in skupne mase volframa približno 1 tone.

Med poskusi z delci na LHC lahko nevtrini trčijo z jedri v volframovih ploščah, pri čemer nastanejo delci, ki pustijo sledi v emulzijskih plasteh, podobno kot ionizirajoče sevanje naredi sledi v eni. oblačna komora,

Te plošče je treba razviti, tako kot fotografski film, preden lahko fiziki analizirajo sledi delcev, da bi ugotovili, kaj jih je povzročilo.

Identificiranih je bilo šest kandidatov za nevtrine Objavljeno leta 2021, Zdaj so raziskovalci potrdili svoje odkritje z uporabo podatkov iz tretjega dela naprednega LHC, ki je bil lansiran lani in ima stopnjo pomembnosti 16 sigma,

To pomeni, da je verjetnost, da bodo signali ustvarjeni zaradi naključnega naključja, tako majhna, da skoraj ne obstaja; Raven pomembnosti 5 sigma zadostuje, da se šteje za odkritje v fiziki delcev.

Ekipa FASER še vedno pridno analizira podatke, ki jih je zbral detektor, in zdi se verjetno, da bo sledilo še veliko več detekcij nevtrinov. Tretja serija LHC naj bi se nadaljevala do leta 2026Zbiranje in analiza podatkov še potekata.

Leta 2021 je fizik David Kasper iz UC Irvine Ocena Ta zagon bo proizvedel približno 10.000 interakcij nevtrinov, kar pomeni, da smo komaj opraskali površino tega, kar ponuja FASERnu.

“Nevtrino je edini znani delec, ki ga zelo veliki poskusi na velikem hadronskem trkalniku niso mogli neposredno zaznati,” On reče“Torej uspešno opazovanje FASER-ja pomeni, da je končno izkoriščen celoten fizikalni potencial trkalnika.”

ekipni rezultati so objavljeni Predstavljeno na 57. konferenci Rencontres de Moriand o elektrošibkih interakcijah in enotnih teorijah,