В физике существуют различные способы обнаружения и изучения частиц, но недавно исследователи продемонстрировали, что детектор ATLAS на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРНе может эффективно измерять поток высокоэнергетических нейтрино сверхновых. Высокоэнергетические нейтрино не только очень редки, но и трудно поддаются точному обнаружению.
Совместные усилия ученых Кохты Мурасе, Карлоса Аргуэльеса и Али Хейрандиша привели к пониманию того, что эти высокоэнергетические нейтрино сверхновых можно изучать с помощью детекторов-коллайдеров, таких как ATLAS. Как ни странно, ученые встретились на семинаре KITP в Санта-Барбаре, не ожидая этого. Ученые подчеркивает преимущества детекторов-коллайдеров перед традиционными детекторами, такими как IceCube. Они могут быть лучше для изучения свойств нейтрино, ароматов, антинейтрино и новых физических явлений.
Исследователи использовали такие известные параметры, как сечения нейтрино-нуклонов, масса ATLAS и ожидаемый поток от сверхновых. Затем они оценили количество нейтрино, которые будут взаимодействовать непосредственно в детекторе ATLAS. Ученые также рассмотрели нейтрино, взаимодействующие за пределами детектора для получения детектируемых мюонов. Расчеты проводились с помощью программы LeptonInjector. Это позволило оценить количество событий нейтринного сигнала для данной сверхновой. Наконец, команда пришла к выводу, что ATLAS должен быть способен характеризовать вкус нейтрино и различать нейтрино и антинейтрино. Что очень интересно, так это то, что они смогли прийти к такому выводу даже на основе ограниченной статистики.
Ученые знаменует собой отход от традиционных подходов, которые опирались на детекторы большого объема, использующие воду или лед. Данная работа демонстрирует, что такие крупные детекторы коллайдеров, как ATLAS и CMS, служат уникальными астрофизическими нейтринными телескопами. Потому что они обладают лучшей энергией, угловым разрешением и возможностями идентификации частиц.
Заглядывая в будущее, Мурасэ, Вен и их соавторы планируют продолжить исследования. В своих следующих работах они хотели бы сосредоточиться на том, как другие детекторы коллайдеров могут внести свой вклад в наблюдение высокоэнергетических нейтрино.
