Физиците създадоха и откриха за първи път високоенергийни „призрачни частици“ в най-голямата в света
Какво представляват неутрино?
Името неутрино е съзвучно с думата„неутрален“ с причина. Те имат нулев електрически заряд и почти нулева маса. Това означава, че те почти никога не взаимодействат с други видове материя. Неутриното се наричат призрачни частици с причина - те "летят" през обикновената материя със скорост, близка до скоростта на светлината, без да се променят. Всяка секунда около 100 милиарда неутрино преминават през всеки квадратен сантиметър от човешкото тяло.
Откъде идват неутриното?
Неутрино са космически скитници.Някои от тях възникват от ядрени реакции в Слънцето, когато атоми се сливат дълбоко в звездата. Те освобождават неутрино, което отлита от звездата за секунди. Някои призрачни частици идват от ядрено делене тук на Земята, като например в ядрени реактори. Дори разлагащият се калий в банан може да излъчва неутрино, според Министерството на енергетиката на САЩ.
Неутриното е открито за първи път, напускайки ядрен реактор през 1956 г. След фотоните те се считат за най-разпространените субатомни частици във Вселената.
Две неутрино. Снимката е направена на 4 юли 1959 г., NARA & DVIDS публичен архив — GetArchive
Но въпреки повсеместното им разпространение,минималното взаимодействие на беззарядни и почти безмасови частици с друга материя ги прави невероятно трудни за откриване. За да ги уловят, учени и инженери изграждат детектори за неутрино по целия свят. Най-известната от тях е обсерваторията за неутрино IceCube, която се намира на Южния полюс.
Уникалното проявление на неутрино беше обяснено след почти 10 години: защо е толкова важно
Той и други известни експерименти за откриване на неутрино, като японския детектор Super-Kamiokande, MiniBooNE Fermilab, откриха неутрино, генерирани от слънчева светлина.
Най-„важните“ неутрино
Най-вече учените са заинтригувани от неутрино на високо нивоенергии. Те се раждат, когато се сливат звезди, раждат се свръхнови и когато частици от дълбокия космос се разбиват в земната атмосфера. Тези високоенергийни призраци досега остават загадка за учените.
Сега физиците откриха използването на неутриноДетектор FASER в Големия адронен колайдер (LHC), най-големият ускорител на частици в света, разположен в Европейската организация за ядрени изследвания (CERN) близо до Женева, Швейцария Учените представиха резултатите от изследването на 57-ия Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories. конференция в Ла Туила, Италия. „Открихме неутрино от напълно нов източник – ускорители на частици – където два лъча частици се сблъскват един с друг при изключително високи енергии“, каза Джонатан Фенг, физик от Калифорнийския университет в Ървайн и съпредседател на FASER Collaboration.
Експеримент FASER
Експеримент за търсене напред (FASER) - детекторчастици, проектирани и построени от международен екип от физици от CERN Докато детекторите на частици в CERN са известни с това, че са високи няколко етажа и тежат хиляди тонове, FASER е изключение.
FASER тежи около тон и се побира в малъкСтраничен тунел на CERN. Интересното е, че той е разработен само за няколко години и използва резервни части от други експерименти, проведени в съоръжението.
FASER
В неделя учените от екипа на FASER обявиха на конференция в Италия, че успешно са открили неутрино, след като два лъча частици с изключително висока енергия се сблъскаха в LHC.
Освен неутрино, проектът FASER има за цел същотъмна материя. Тъмната материя, за която се смята, че присъства в по-голямата част от материята във Вселената, никога не е била откривана преди. Както при неутриното, FASER може да бъде и първият експеримент, който ще помогне за откриването на тъмна материя в CERN ще започне нов кръг от сблъсъци на частици след няколко месеца.
Как са го направили физиците?
Да хванеш "субатомни призраци", физициизгради капан за откриване на частици: плътни метални плочи от олово и волфрам, поставени в сандвич с няколко слоя светлооткриваща емулсия. Когато мощни лъчи от протони се сблъскват вътре в LHC, те произвеждат поток от странични частици, малка част от които са неутрино. Те се блъснаха в атомни ядра в плътни метални плочи и се разпаднаха на други частици. Емулсионните слоеве работеха по същия начин като старомодния фотографски филм - реагирайки със странични продукти от неутрино, те отпечатваха проследимите очертания на частици, докато неутриното преминаваше през тях.
Работа с тази филмова емулсияи чрез анализиране на следите от частици, физиците откриха, че някои от белезите са резултат от струи частици, създадени от неутрино, докато преминават през плочите. Учените дори са определили кой от трите „вкуса“ на частиците неутрино – тау, мюон или електрон – са открили.
Шест неутрино, открити в курсаексперимент, е идентифициран за първи път през 2021 . Две години отне на физиците да съберат достатъчно данни, за да потвърдят, че това са те. Сега учените се надяват да намерят много повече неутрино и планират да ги използват за изследване на среди в цялата Вселена, където се образуват призрачни частици с висока енергия.
Защо е толкова важно?
„Тези неутрино с много висока енергия в LHC са важнида разберат наистина вълнуващи наблюдения в астрофизиката на елементарните частици,” Джейми Бойд, физик от CERN и съпредседател на FASER С нови открития физиците се надяват да обяснят как звездите горят и експлодират. как високоенергийните взаимодействия на неутрино водят до образуването на други частици в космоса.
Прочетете още:
Учените смятат, че формата на Вселената не е това, което всички си мислят
Хеликоптер на НАСА показа залез на Марс. Не прилича на земя.
Наречен растение, чийто екстракт помага за отслабване без странични ефекти