Vedci prvýkrát v histórii zaznamenali neutrína vo Veľkom hadrónovom urýchľovači
Medzinárodná skupina fyzikov zo spolupráce FASER, ktorí pracujú na detektore ATLAS, vďaka použitiu emulzný detektor, prvýkrát v histórii boli objavené neutrína, ktoré sa objavili na LHC (veľký hadrón zrážač). O tejto jedinečnej udalosti a ďalších experimentoch sa bude diskutovať v tomto materiáli.
Nepolapiteľné neutrino a jeho hľadanie
Neutrína sú jednou z najťažšie pozorovateľných častíc v štandardnom modeli. A zložitosť ich štúdie spočíva v tom, že sa jej zúčastňujú všetky v súčasnosti známe príchute neutrín výlučne v gravitačných a slabých interakciách, a preto sa prakticky nerozptyľujú inými častice.
Takže pre neutríno s energiou jedného megaelektrónu / volt je dĺžka dráhy v pevnom objekte 10 ^ 15 kilometrov. Zjednodušene povedané, takáto častica môže voľne preletieť obrovskú vzdialenosť v pevnej látke, kým sa náhodne zrazí s atómom hmoty.
Dôležitá vlastnosť nepolapiteľných neutrín spočíva v tom, že majú extrémne malú hmotnosť. Celková hmotnosť všetkých troch neutrínových príchutí teda nie je väčšia ako 0,26 elektrónu/volt a najľahšie neutríno má údajne hmotnosť iba 0,086 elektrónu/volt. To je o 6 až 7 rádov menej ako hmotnosť prvku, akým je napríklad elektrón.
Na štúdium týchto častíc boli po celom svete postavené špeciálne zariadenia. Napríklad Super-Kamiokande má detektor 50 000 ton najčistejšej kvapaliny a v takých inštalácia ako IceCube využíva pracovnú kvapalinu detektora vo forme kocky ľadu s dĺžkou hrany tisíc metrov.
To len na štúdium toho, ako neutrína interagujú s inými časticami v rozšírenom energetickom rozsahu, počnúc od V 80. rokoch 20. storočia inžinieri študovali možnosť fixácie neutrín, ktoré sa objavujú priamo v urýchľovačoch častice.
A tento rok skupina vedcov pracujúcich na detektore ATLAS zverejnila analýzu údajov zozbieraných ešte v roku 2018. Analýza teda ukázala, že po prvýkrát v histórii sa vedcom podarilo opraviť neutrína, ktoré sa zrodili v LHC.
Neutrína s energiami v teraelektrón/volt sa objavili pri rozpade hadrónov, väčšiny pionov, kaónov a D-mezóny, ktoré vznikli v dôsledku zrážok protónov s celkovou energiou ťažiska rovnajúcou sa 13 teraelektrón / volt.
Vedci túto udalosť zaznamenali vďaka použitiu emulzného detektora, ktorý sa nachádzal 480 metrov od miesta zrážky častíc. Počas experimentu sa vedcom podarilo zaznamenať šesť prejavov interakcie neutrín s hmotou so štatistickou významnosťou 2,7 smerodajnej odchýlky.
Vedci tiež uviedli, že práca vykonaná skôr je len prípravou na ďalšie rozsiahly experiment plánovaný na roky 2022-2024, kedy bude druhý veľký prevádzkovú sezónu LHC.
Takže podľa predpokladov fyzikov by sa počas tejto doby na Veľkom hadrónovom urýchľovači malo objaviť asi bilión prípadov neutrín s charakteristickou energiou jedného teraelektrónu / volt. A vedci získajú asi 10 000 interakcií neutrín s hmotou.
Tento prudký nárast počtu fixácií chcú inžinieri dosiahnuť vďaka úprave detektora, v dôsledku čoho vzrastie jeho hmotnosť z 29 kg na 1090 kg. Fyzici navyše predpokladajú, že s novým detektorom budú vedieť rozlíšiť interakciu všetkých troch typy neutrín pri energiách, ktoré sú jednoducho fyzicky nedostupné pre iné registračné zariadenia neutrína.
Nuž, sledujme úspechy a nové objavy vedcov na LHC.
Ak sa vám páčil aktuálny materiál, nezabudnite ho ohodnotiť a prihlásiť sa na odber kanála, aby ste nezmeškali nové vydania. Ďakujem za tvoju pozornosť!