Vědci poprvé v historii zaznamenali neutrina ve velkém hadronovém urychlovači
Mezinárodní skupina fyziků ze spolupráce FASER, kteří pracují na detektoru ATLAS, díky využití emulzní detektor, poprvé v historii byla objevena neutrina, která se objevila na LHC (Large Hadron srážeč). Právě o této jedinečné události a dalších experimentech bude řeč v tomto materiálu.
Nepolapitelné neutrino a jeho hledání
Neutrina jsou jednou z nejobtížněji pozorovatelných částic ve standardním modelu. A složitost jejich studie spočívá v tom, že se účastní všechny v současnosti známé příchutě neutrin výhradně v gravitačních a slabých interakcích, a proto nejsou prakticky rozptýleny jinými částice.
Takže pro neutrino s energií jednoho megaeletronu / volt je délka dráhy v pevném objektu 10 ^ 15 kilometrů. Zjednodušeně řečeno, taková částice může volně uletět kolosální vzdálenost v pevné látce, než se náhodně srazí s atomem hmoty.
Důležitá vlastnost nepolapitelných neutrin spočívá také ve skutečnosti, že mají extrémně malou hmotnost. Celková hmotnost všech tří příchutí neutrin tedy není větší než 0,26 elektronu/volt a nejbeztížnější neutrino má údajně hmotnost pouze 0,086 elektron/volt. To je o 6 - 7 řádů méně než hmotnost prvku, jako je elektron.
Za účelem studia těchto částic byla po celém světě postavena speciální zařízení. Například Super-Kamiokande má detektor 50 000 tun nejčistší kapaliny a v takových instalace jako IceCube využívá pracovní tekutinu detektoru ve formě kostky ledu s délkou hrany tisíc metrů.
To je jen pro studium toho, jak neutrina interagují s jinými částicemi v rozšířeném energetickém rozsahu, počínaje V 80. letech 20. století inženýři studovali možnost fixace neutrin, která se objevují přímo na urychlovačích částice.
A letos skupina vědců pracujících na detektoru ATLAS zveřejnila analýzu dat, která byla shromážděna již v roce 2018. Analýza tedy ukázala, že poprvé v historii se vědcům podařilo opravit neutrina, která se zrodila v LHC.
Neutrina s energiemi v teraelektronu / voltu se objevila při rozpadu hadronů, většiny pionů, kaonů a D-mezony, které se objevily v důsledku srážek protonů s celkovou energií těžiště rovnou 13 teraelektron / volt.
Vědci tuto událost zaznamenali díky použití emulzního detektoru, který se nacházel 480 metrů od místa srážky částic. Během experimentu se vědcům podařilo zaznamenat šest projevů interakce neutrin s hmotou se statistickou významností 2,7 směrodatné odchylky.
Vědci také uvedli, že dříve provedená práce je pouze přípravou na další rozsáhlý experiment plánovaný na roky 2022-2024, kdy bude druhý velký provozní sezóna LHC.
Podle předpokladů fyziků by se tedy během této doby na Velkém hadronovém urychlovači mělo objevit asi bilion případů výskytu neutrin s charakteristickou energií jednoho teraelektronu / volt. A vědci získají asi 10 000 interakcí neutrin s hmotou.
Tohoto prudkého nárůstu počtu fixací chtějí inženýři dosáhnout díky úpravě detektoru, v důsledku čehož vzroste jeho hmotnost z 29 kg na 1090 kg. Fyzici navíc předpokládají, že s novým detektorem budou schopni rozlišit interakci všech tří typy neutrin při energiích, které jsou pro jiná registrační zařízení jednoduše fyzicky nedostupné neutrino.
Nuže, sledujme úspěchy a nové objevy vědců na LHC.
Pokud se vám aktuální materiál líbil, nezapomeňte jej ohodnotit a přihlásit se k odběru kanálu, abyste nezmeškali nové verze. Děkuji za pozornost!