
物理学家第一次检测到原子粉碎机内的“幽灵颗粒”。
小颗粒,称为中微子在世界上最大的粒子加速器的大型强子对撞机(LHC)的新探测器的测试过程中发现了,该检测器位于瑞士日内瓦附近的CERN。
Landmark Discovery由CERN的Forward Search实验(FASER)合作进行,并于11月24日在《期刊》上发表物理评论d,不仅是LHC内部第一次看到中微子,而且也是第一次在任何粒子加速器中发现它们。突破打开了一个全新的窗口,科学家可以通过该窗口调查亚原子世界。
“在进行这个项目之前,从未在粒子对撞机上看到过中微子的迹象,”研究的合着者乔纳森·芬(Jonathan Feng在一份声明中说。 “这一重大突破是迈向对这些难以捉摸的粒子及其在宇宙中扮演的角色更深入了解的一步。”
每一秒钟,大约1000亿个中微子通过身体的每个正方形厘米。微小的颗粒无处不在 - 它们在核火恒星,巨大的超新星爆炸,宇宙射线和放射性衰减以及粒子加速器和核反应堆的恒星。地球。
但是,尽管它们无处不在,但这些颗粒仍然很难捕获。因为中微子没有电荷几乎零质量,它们几乎与其他类型的物质相互作用。忠实于他们幽灵般的昵称,中微子将宇宙的常规物品视为无形的,他们以接近的速度飞过它光。
仅仅因为他们很难抓住并不意味着中微子不会被抓住。一些最著名的中微子检测实验,例如日本的超级kamiokande检测器,费米拉布的迷你酮和南极Icecube探测器 - 都通过称为Cherenkov辐射的效果,间接检测到太阳能产生的中微子。就像飞机行驶的速度比声音速度创建声音繁荣,这是一种粒子,穿过轻便的介质(如水),比光能够在其尾流中产生微弱的蓝色光芒。通过寻找这种光芒,科学家能够发现中微子撞击原子核后产生的粒子副产品的踪迹。
但是,尽管这样的实验非常适合检测从太阳从地球流出的中微子的特征,但它们仍然使科学家几乎没有深入了解当粒子互相粉碎到粒子内部加速器中时产生的高能中微子的类型。为了找到这些本土中微子,Faser合作的科学家创建了一个名为Fasernu的新探测器。
Fasernu就像粒子检测的s'more,由密集的金属板组成带领和钨那个三明治多层的轻度检测gunk称为乳液。首先,中微子坠入致密金属板中的原子核以产生其颗粒副产品。然后,根据冯的说法,乳液层的工作方式与老式的摄影膜相似,与中微子副产品反应,在粒子通过它们拉链时刻有颗粒的追踪轮廓。
通过“开发”乳液并分析留下的粒子步道,物理学家发现某些标记是由中微子产生的。他们甚至可以确定中微子的三个粒子“风味”(tau,muon或电子)中的哪一种。这证实他们不仅选择了巨大的17英里(27公里)环内的正确位置来检测中微子,而且他们的新探测器实际上能够看到它们。
既然他们已经击中了一个获胜的探测器,物理学家已经开始建立更大的版本,他们说,这不仅对发现难以捉摸的颗粒更加敏感,而且还将能够检测到中微子与其反物质对立面之间的差异。当LHC在2022年再次启动时,他们计划使用检测器研究粒子加速器深入产生的中微子。
卡斯珀说:“鉴于我们新探测器的力量及其在CERN的主要位置,我们希望能够在2022年开始的下一次LHC中记录10,000多个中微子相互作用。” “我们将检测到有史以来从人制造的来源产生的最高能量中微子。”
中微子也不是Faser科学家的唯一采石场。该团队还在研究一个实验,以检测假设的“黑暗光子”,物理学家认为这可以与之密切相关暗物质,神秘的,无浮力的物质被认为占宇宙中物质的85%。
最初发表在现场科学上。