欧洲核子研究中心物理学家首次探测对撞机中微子

2021年11月26日 新闻人员/消息来源
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物理学家的向前搜索实验(FASER)的合作已经观察到六中微子相互作用在试点运行fasν该探测器于2018年安装在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)上。

FASERν事件显示了yz投影中两个中性顶点,纵坐标为波束方向(左),纵坐标为波束方向(右)。图片来源:FASER Collaboration。

FASERν事件显示了yz投影中两个中性顶点,纵坐标为波束方向(左),纵坐标为波束方向(右)。图片来源:FASER Collaboration。

“在这个项目之前,从来没有在粒子对撞机上看到过中微子的迹象,”Jonathan Feng教授说,他是加州大学欧文分校物理与天文系的研究员,也是FASER合作项目的共同领导人。

“这一重大突破是朝着深入理解这些难以捉摸的粒子以及它们在宇宙中扮演的角色迈出的一步。”

FASERν仪器由铅、钨片和乳化液层交替组成。

在大型强子对撞机的粒子碰撞过程中,一些产生的中微子粉碎成致密金属中的原子核,产生的粒子穿过乳剂层,并在处理后留下可见的痕迹。

这些蚀刻提供了关于粒子的能量、它们的特征——tau、μ或电子——以及它们是中微子还是反中微子的线索。

“这种乳液的运作方式类似于前数码相机时代的摄影,”冯博士说。

“当35毫米胶片暴露在光下时,光子留下的轨迹会在胶片冲洗时显现出来。”

FASER的物理学家同样能够在去除和发展探测器的乳剂层后看到中微子相互作用。

冯博士说:“在验证了乳液检测仪方法观察粒子对撞机产生的中微子相互作用的有效性之后,我们现在正准备用一个更大、更灵敏的完整仪器进行一系列新的实验。”

“鉴于我们新的探测器的力量及其在欧洲核子研究中心的黄金位置,我们希望能够记录超过10000个中微子交互在未来的大型强子对撞机运行,从2022年开始,”大卫·卡斯珀博士说,研究人员在美国物理学和天文学加州大学欧文,fas项目的领头人之一。

“我们将探测到迄今为止由人造源产生的最高能量中微子。”

“FASERν的独特之处在于,虽然其他实验已经能够区分一到两种中微子,但它将能够观察到所有三种类型的中微子以及它们的反中微子。”

“在整个人类历史上,对tau中微子的观测只有大约10次,但我们希望我们的团队能够在未来三年里将这个数字提高一倍或两倍。”

结果发表在杂志上了吗物理评论D

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Henso阿伯.(fas协作)。2021.在大型强子对撞机中,第一个候选的中微子相互作用。理论物理。启维104 (9): L091101;doi: 10.1103 / PhysRevD.104.L091101

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