سجل العلماء لأول مرة في التاريخ النيوترينوات في مصادم الهادرونات الكبير
مجموعة دولية من الفيزيائيين من منظمة FASER الذين يعملون على كاشف ATLAS ، وذلك بفضل استخدام كاشف المستحلب ، لأول مرة في التاريخ ، تم اكتشاف النيوترينوات التي ظهرت في LHC (هادرون كبير مصادم). إنه حول هذا الحدث الفريد والتجارب الإضافية التي ستتم مناقشتها في هذه المادة.
النيوترينو المراوغ والبحث عنه
النيوترينوات هي واحدة من أصعب الجسيمات في النموذج القياسي للملاحظة. ويكمن تعقيد دراستهم في حقيقة أن جميع نكهات النيوترينو المعروفة حاليًا تشارك حصريًا في الجاذبية والتفاعلات الضعيفة ، وهذا هو السبب في أنها عمليا غير مشتتة من قبل الآخرين حبيبات.
لذلك بالنسبة لنيوترينو بطاقة واحدة ميغايليترون / فولت ، يكون طول المسار في جسم صلب 10 ^ 15 كيلومترًا. بعبارات بسيطة ، يمكن لمثل هذا الجسيم أن يطير بحرية لمسافة هائلة في مادة صلبة قبل أن يصطدم بشكل عشوائي بذرة المادة.
أيضًا ، تكمن إحدى السمات المهمة للنيوترينوات المراوغة في حقيقة أنها تتمتع بوزن صغير للغاية. لذا فإن الكتلة الإجمالية لجميع نكهات النيوترينو الثلاثة لا تزيد عن 0.26 إلكترون / فولت ، ويفترض أن يكون للنيوترينو الأكثر انعدامًا للوزن 0.086 إلكترون / فولت فقط. هذا هو 6-7 من حيث الحجم أقل من كتلة عنصر مثل الإلكترون.
من أجل دراسة هذه الجسيمات ، تم بناء منشآت خاصة حول العالم. على سبيل المثال ، يحتوي Super-Kamiokande على كاشف يحتوي على 50000 طن من أنقى السوائل ، وفي هذه الحالة يستخدم التثبيت مثل IceCube السائل العامل للكاشف على شكل مكعب ثلج بطول حافة ألف متر.
هذا فقط لدراسة كيفية تفاعل النيوترينوات مع الجسيمات الأخرى في نطاق طاقة ممتد بدءًا من في الثمانينيات ، درس المهندسون إمكانية تثبيت النيوترينوات التي تظهر مباشرة في المسرعات حبيبات.
وفي هذا العام ، نشرت مجموعة من العلماء العاملين على كاشف ATLAS تحليلاً للبيانات التي تم جمعها في عام 2018. لذلك أظهر التحليل أنه لأول مرة في التاريخ ، تمكن العلماء من إصلاح النيوترينوات التي ولدت في مصادم الهادرونات الكبير.
ظهرت النيوترينوات ذات الطاقات في تيرا إلكترون / فولت أثناء اضمحلال الهادرونات ، ومعظم البيونات ، والكاونات ، و D-mesons ، والتي ظهرت نتيجة اصطدام البروتونات بطاقة إجمالية لمركز الكتلة تساوي 13 تيرا إلكترون / فولت.
سجل العلماء هذا الحدث بفضل استخدام كاشف المستحلب ، والذي كان يقع على بعد 480 مترًا من مكان اصطدام الجسيمات. خلال التجربة ، تمكن العلماء من تسجيل ستة مظاهر لتفاعل النيوترينوات مع المادة ذات الأهمية الإحصائية 2.7 من الانحرافات المعيارية.
أفاد العلماء أيضًا أن العمل الذي تم إنجازه في وقت سابق هو مجرد تحضير للمزيد تجربة واسعة النطاق المخطط لها في 2022-2024 ، عندما الثانية كبيرة موسم تشغيل المصادم LHC.
لذلك ، وفقًا لافتراضات الفيزيائيين ، خلال هذا الوقت في مصادم الهادرونات الكبير يجب أن يكون هناك حوالي تريليون حالة لظهور نيوترينوات ذات طاقة مميزة تبلغ واحد تيرا إلكترون / فولت. وسيحصل العلماء على حوالي 10000 تفاعل من النيوترينوات مع المادة.
يرغب المهندسون في تحقيق هذه الزيادة الحادة في عدد التثبيتات بفضل تعديل الكاشف ، ونتيجة لذلك سيرتفع وزنه من 29 كجم إلى 1090 كجم. بالإضافة إلى ذلك ، يفترض الفيزيائيون أنه مع الكاشف الجديد سيكونون قادرين على تمييز تفاعل الثلاثة أنواع النيوترينوات ذات الطاقات التي يتعذر الوصول إليها فعليًا لمنشآت التسجيل الأخرى نيوترينو.
حسنًا ، دعنا نتابع النجاحات والاكتشافات الجديدة للعلماء في LHC.
حسنًا ، إذا أعجبتك المادة الحالية فلا تنسى تقييمها والاشتراك في القناة حتى لا تفوتك الإصدارات الجديدة. شكرا لاهتمامكم!