Los físicos descubren neutrinos en el Gran Colisionador de Hadrones

Configuración experimental FASER.

El experimento FASER en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN en Suiza.
Foto: CERN

La semana pasada, un equipo de físicos que trabajaba en el Gran Colisionador de Hadrones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) anunció la primera detección de neutrinos en la instalación, algunas de las partículas que interactúan más pequeñas y débiles hasta la fecha.

Los neutrinos están básicamente en todas partes del universo, pero solo en las condiciones adecuadas interactúan con la materia ordinaria. billones Varios neutrinos atraviesan su cuerpo mientras lee esta oración. Pero para “ver” realmente las partículas, los físicos tienen que construir detectores masivos en condiciones muy aisladas.

El neutrino ha sido detectado Enterrado en hielo a una milla de profundidad o Sumergido en el lago más profundo del mundo, por ejemplo. Pero el último descubrimiento …Publicado en Physical Review D La semana pasada, voltee este texto, porque es el primero en salir de un colisionador.

“Antes de este proyecto, no había señales de neutrinos en el colisionador de partículas”, dijo el coautor del estudio Jonathan Feng, físico de la Universidad de California.Irvine y colíder de la colaboración que llevó a cabo el ensayo, en un presione soltar. “Este importante avance es un paso hacia el desarrollo de una comprensión más profunda de estas escurridizas partículas y el papel que desempeñan en el universo”.

Las partículas se detectaron mediante la operación experimental de un reactivo en emulsión llamado lo básicoExperimento de física de partículas en el Gran Colisionador de Hadrones. Los detectores de emulsión son una forma de buscar partículas ultrapequeñas, como las incógnitas que componen la materia oscura.

The FASER pilot detector was made of alternating lead and tungsten plates (101 and 120 of them, respectively), each containing a corresponding number of emulsion films. Neutrinos produced by the reactions in the Large Hadron Collider smash into the heavy metal nuclei in FASER, leaving marks of their presence on the emulsion layers.

A person is silhouetted by light in the Large Hadron Collider.

A worker stands in front of the FASER experiment at CERN.
Photo: CERN

FASER is a precursor to FASERnu, a planned experiment that will be more reactive and discerning than the current pilot. Besides studying the interactions of high-energy neutrinos, FASERnu is also designed to look for new weakly coupled elementary particles and dark matter candidates like dark photons.

“Given the power of our new detector and its prime location at CERN, we expect to be able to record more than 10,000 neutrino interactions in the next run of the LHC, beginning in 2022,” said David Casper, also a physicist at UC-Irvine, a co-lead of FASER and a co-author of the new paper, in the same release. “We will detect the highest-energy neutrinos that have ever been produced from a human-made source.”

FASERnu is being installed at the Large Hadron Collider this year and will begin its data collection next year, coincident with the collider’s third run. FASERnu will also include data about the kind of neutrinos it detects as well as their flavors. By 2024, plenty of the vanishingly small particles—and new details about their identities—will be documented.

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