Οι επιστήμονες για πρώτη φορά στην ιστορία κατέγραψαν νετρίνα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων
Μια διεθνής ομάδα φυσικών από τη συνεργασία FASER που εργάζεται στον ανιχνευτή ATLAS, χάρη στη χρήση του ανιχνευτής γαλακτώματος, για πρώτη φορά στην ιστορία, ανακαλύφθηκαν νετρίνα που εμφανίστηκαν στο LHC (Μεγάλο Αδρόνιο επιταχυντής). Πρόκειται για αυτό το μοναδικό γεγονός και περαιτέρω πειράματα που θα συζητηθούν σε αυτό το υλικό.
Το άπιαστο νετρίνο και η αναζήτηση για αυτό
Τα νετρίνα είναι ένα από τα πιο δύσκολο να παρατηρηθούν σωματίδια στο Καθιερωμένο Μοντέλο. Και η πολυπλοκότητα της μελέτης τους έγκειται στο γεγονός ότι συμμετέχουν όλες οι γνωστές επί του παρόντος γεύσεις νετρίνων αποκλειστικά σε βαρυτικές και ασθενείς αλληλεπιδράσεις, και γι' αυτό πρακτικά δεν διασκορπίζονται από άλλα σωματίδια.
Έτσι, για ένα νετρίνο με ενέργεια ενός μεγαηλεκτρονίου / βολτ, το μήκος διαδρομής σε ένα στερεό αντικείμενο είναι 10 ^ 15 χιλιόμετρα. Με απλά λόγια, ένα τέτοιο σωματίδιο μπορεί ελεύθερα να πετάξει μια κολοσσιαία απόσταση σε ένα στερεό πριν συγκρουστεί τυχαία με ένα άτομο ύλης.
Επίσης, ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των άπιαστων νετρίνων έγκειται στο γεγονός ότι έχουν εξαιρετικά μικρό βάρος. Έτσι, η συνολική μάζα και των τριών γεύσεων νετρίνων δεν είναι μεγαλύτερη από 0,26 ηλεκτρόνια / βολτ, και το πιο αβαρές νετρίνο υποτίθεται ότι έχει μάζα μόνο 0,086 ηλεκτρονίων / βολτ. Αυτό είναι 6 - 7 τάξεις μεγέθους μικρότερο από τη μάζα ενός στοιχείου όπως ένα ηλεκτρόνιο.
Προκειμένου να μελετηθούν αυτά τα σωματίδια, έχουν κατασκευαστεί ειδικές εγκαταστάσεις σε όλο τον κόσμο. Για παράδειγμα, το Super-Kamiokande έχει έναν ανιχνευτή 50.000 τόνων από το πιο καθαρό υγρό, και σε τέτοια εγκατάσταση όπως το IceCube χρησιμοποιεί το ρευστό εργασίας του ανιχνευτή με τη μορφή ενός κύβου πάγου με μήκος άκρης χίλια μέτρα.
Αυτό είναι απλώς για να μελετήσουμε πώς τα νετρίνα αλληλεπιδρούν με άλλα σωματίδια σε ένα εκτεταμένο εύρος ενέργειας ξεκινώντας από Τη δεκαετία του 1980, μηχανικοί μελέτησαν τη δυνατότητα στερέωσης νετρίνων που εμφανίζονται απευθείας στους επιταχυντές σωματίδια.
Και φέτος, μια ομάδα επιστημόνων που εργάζονται στον ανιχνευτή ATLAS δημοσίευσε μια ανάλυση των δεδομένων που συλλέχθηκαν το 2018. Έτσι, η ανάλυση έδειξε ότι για πρώτη φορά στην ιστορία, οι επιστήμονες κατάφεραν να διορθώσουν τα νετρίνα που γεννήθηκαν στον LHC.
Τα νετρίνα με ενέργειες σε τεραηλεκτρόνιο / βολτ εμφανίστηκαν κατά τη διάσπαση των αδρονίων, των περισσότερων ιόντων, καονίων και D-μεσόνια, τα οποία εμφανίστηκαν ως αποτέλεσμα συγκρούσεων πρωτονίων με συνολική ενέργεια του κέντρου μάζας ίση με 13 τεραηλεκτρόνιο / βολτ.
Οι επιστήμονες κατέγραψαν αυτό το γεγονός χάρη στη χρήση ενός ανιχνευτή γαλακτώματος, ο οποίος βρισκόταν 480 μέτρα από το σημείο της σύγκρουσης των σωματιδίων. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, οι επιστήμονες μπόρεσαν να καταγράψουν έξι εκδηλώσεις της αλληλεπίδρασης των νετρίνων με την ύλη με στατιστική σημασία 2,7 τυπικών αποκλίσεων.
Οι επιστήμονες ανέφεραν επίσης ότι η εργασία που έγινε νωρίτερα είναι απλώς προετοιμασία για περισσότερα μεγάλης κλίμακας πείραμα προγραμματισμένο για το 2022-2024, όταν το δεύτερο μεγάλο την περίοδο λειτουργίας του LHC.
Έτσι, σύμφωνα με τις υποθέσεις των φυσικών, κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων θα πρέπει να υπάρχουν περίπου ένα τρισεκατομμύριο περιπτώσεις εμφάνισης νετρίνων με χαρακτηριστική ενέργεια ενός τεραηλεκτρονίου / βολτ. Και οι επιστήμονες θα λάβουν περίπου 10.000 αλληλεπιδράσεις των νετρίνων με την ύλη.
Οι μηχανικοί θέλουν να επιτύχουν αυτή την απότομη αύξηση στον αριθμό των μονιμοποιήσεων χάρη στην τροποποίηση του ανιχνευτή, με αποτέλεσμα το βάρος του να αυξηθεί από 29 κιλά σε 1090 κιλά. Επιπλέον, οι φυσικοί υποθέτουν ότι με τον νέο ανιχνευτή θα μπορούν να διακρίνουν την αλληλεπίδραση και των τριών τύπους νετρίνων σε ενέργειες που είναι απλώς φυσικά απρόσιτες σε άλλες εγκαταστάσεις καταγραφής νετρίνο.
Λοιπόν, ας παρακολουθήσουμε τις επιτυχίες και τις νέες ανακαλύψεις των επιστημόνων στο LHC.
Λοιπόν, αν σας άρεσε το τρέχον υλικό, τότε μην ξεχάσετε να το βαθμολογήσετε και να εγγραφείτε στο κανάλι για να μην χάνετε νέες κυκλοφορίες. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!