Fizicienii au creat și au descoperit pentru prima dată „particule fantomă” de înaltă energie în interiorul celui mai mare nivel din lume.
Ce sunt neutrinii?
Numele neutrin este în consonanță cu cuvântul„neutru” dintr-un motiv. Au sarcină electrică zero și masă aproape zero. Aceasta înseamnă că aproape niciodată nu interacționează cu alte tipuri de materie. Neutrinii sunt numiți particule fantomă dintr-un motiv: ei „zboară” prin materia obișnuită la o viteză apropiată de viteza luminii fără a se schimba. În fiecare secundă, aproximativ 100 de miliarde de neutrini trec prin fiecare centimetru pătrat al corpului uman.
De unde au venit neutrinii?
Neutrinii sunt rătăcitori în spațiu.Unele dintre ele apar din reacțiile nucleare din Soare, când atomii fuzionează adânc în interiorul stelei. Ei eliberează neutrini, care zboară departe de stea în câteva secunde. Unele particule fantomă provin din fisiunea nucleară aici pe Pământ, cum ar fi în reactoarele nucleare. Chiar și potasiul în descompunere în interiorul unei banane poate emite neutrini, potrivit Departamentului pentru Energie al SUA.
Neutrinii au fost descoperiți pentru prima dată în 1956, plecând dintr-un reactor nuclear. După fotoni, sunt considerate cele mai abundente particule subatomice din Univers.
Doi neutrini. Fotografie făcută la 4 iulie 1959, NARA & Arhiva domeniului public DVIDS — GetArchive
Dar, în ciuda ubicuității lor,interacțiunea minimă a particulelor fără încărcare și aproape fără masă cu alte materii le face incredibil de dificil de detectat. Pentru a le prinde, oamenii de știință și inginerii construiesc detectoare de neutrini în întreaga lume. Cel mai faimos dintre ele este IceCube Neutrino Observatory, care este situat la Polul Sud.
Manifestarea unică a neutrinilor a fost explicată după aproape 10 ani: de ce este atât de important
El și alte experimente celebre de detectare a neutrinilor, cum ar fi detectorul Super-Kamiokande din Japonia, MiniBooNE Fermilab au detectat neutrini generați de lumina soarelui.
Cei mai „importanti” neutrini
Cel mai mult, oamenii de știință sunt intrigați de neutrini la nivel ridicatenergii. Ele se nasc atunci când stelele se îmbină, se nasc supernove și când particulele din spațiul adânc se prăbușesc în atmosfera Pământului Aceste fantome de înaltă energie au rămas până acum un mister pentru oamenii de știință.
Acum, fizicienii au descoperit neutrini folosindDetector FASER de la Large Hadron Collider (LHC), cel mai mare accelerator de particule din lume, situat la Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară (CERN) lângă Geneva, Elveția.Oamenii de știință au prezentat rezultatele cercetării la cea de-a 57-a ediție a Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories. conferință la La Thuila, Italia. „Am descoperit neutrini dintr-o sursă complet nouă – ciocnitorii de particule – în care două fascicule de particule se ciocnesc între ele la energii extrem de mari”, a declarat Jonathan Feng, fizician la Universitatea din California, Irvine și co-președinte al Colaborarii FASER.
Experimentul FASER
Forward Search Experiment (FASER) - detectorparticule, proiectate și construite de o echipă internațională de fizicieni de la CERN În timp ce detectoarele de particule de la CERN sunt renumite pentru că au câteva etaje înălțime și cântăresc mii de tone, FASER este o excepție.
FASER cântărește aproximativ o tonă și se potrivește într-un micTunelul lateral al CERN. Interesant, a fost dezvoltat în doar câțiva ani și folosește piese de schimb din alte experimente desfășurate la instalație.
FASER
Duminică, oamenii de știință ale echipei FASER au anunțat la o conferință în Italia că au detectat cu succes neutrini după ce două fascicule de particule de energie extrem de ridicată s-au ciocnit în interiorul LHC.
Pe lângă neutrini, proiectul FASER își propune șimaterie întunecată. Materia întunecată, despre care se crede că este prezentă în cea mai mare parte a materiei din Univers, nu a fost niciodată detectată înainte. Ca și în cazul neutrinilor, FASER poate fi, de asemenea, primul experiment care ajută la detectarea materiei întunecate când se află în CERN. va începe o nouă rundă de ciocniri de particule în câteva luni.
Cum au făcut-o fizicienii?
Pentru a prinde „fantome subatomice”, fizicienia construit o capcană de detectare a particulelor: plăci metalice dense de plumb și wolfram, îmbinate cu mai multe straturi de emulsie de detectare a luminii. Când fasciculele puternice de protoni s-au ciocnit în interiorul LHC, au produs un flux de particule laterale, dintre care o mică parte erau neutrini. S-au prăbușit în nucleele atomice în plăci de metal dense și s-au dezintegrat în alte particule. Straturile de emulsie au funcționat în același mod ca filmele fotografice de modă veche – reacționând cu produșii secundari de neutrini, au imprimat contururile urmăribile ale particulelor pe măsură ce neutrinii treceau prin ele.
Lucrul cu această emulsie asemănătoare filmuluiși analizând urmele de particule, fizicienii au descoperit că unele dintre semne erau rezultatul jeturilor de particule create de neutrini în timp ce treceau prin plăci. Oamenii de știință au determinat chiar pe care dintre cele trei „arome” de particule de neutrini – tau, muon sau electron – au găsit.
Șase neutrini descoperiți în cursexperiment, a fost identificat pentru prima dată în 2021 . Fizicienilor le-a luat doi ani să colecteze suficiente date pentru a confirma că sunt ei. Acum, oamenii de știință speră să găsească mai mulți neutrini și plănuiesc să-i folosească pentru a studia mediile din tot Universul în care se formează particule fantomă de înaltă energie.
De ce este atât de important?
„Acești neutrini cu energie foarte mare din LHC sunt importanțipentru a înțelege observațiile cu adevărat interesante în astrofizica particulelor”, Jamie Boyd, fizician CERN și co-președinte al FASER. Cu noi descoperiri, fizicienii speră să explice modul în care ard și explodează stelele; modul în care interacțiunile cu neutrini de înaltă energie duc la formarea altor particule în spațiu.
Citeste mai mult:
Oamenii de știință cred că forma universului nu este ceea ce crede toată lumea
Elicopterul NASA a arătat apusul soarelui pe Marte. Nu seamănă cu pământul.
A numit o plantă al cărei extract ajută la pierderea în greutate fără efecte secundare