170,1 тыс подписчиков
Великий адронный коллайдер впервые поймал неуловимую «частицу-призрак»
Научный мир был приятно удивлен командой исследователей, которая представила результаты своей работы на 57-й конференции Rencontres de Moriond по слабым взаимодействиям и унифицированным теориям в Италии в марте 2023 года. Они подтвердили первое прямое наблюдение нейтрино на Большом адронном коллайдере элементарных частиц. Это открытие имеет огромное значение для нашего понимания субатомного мира.
Что такое нейтрино?
Нейтрино — это одни из самых распространенных субатомных частиц во Вселенной, обладающие очень интересными свойствами. У нейтрино нет электрического заряда, а масса почти нулевая, из-за чего они почти не взаимодействуют с обычным веществом. Каждую секунду через кусочек Земли площадью в 1 см² проходит около 6*10^10 нейтрино. Они настолько отличаются от остального вещества, что проскальзывают сквозь него, как призраки, за что и получили прозвище «частицы-призрака».
Эти свойства делают их чрезвычайно важными для физики элементарных частиц и космологии. Нейтрино образуются в высокоэнергетических процессах, таких как ядерный синтез в недрах звезд, а также играют важную роль в эволюции Вселенной.
Интерес к нейтрино возникает не только из-за их загадочных свойств, но и из-за их роли в физике космоса. Нейтрино могут много рассказать нам о событиях в глубоком космосе. Поэтому ученые ищут возможности наблюдения в самых разных экспериментах, включая коллайдеры.
Открытие нейтрино
Одним из таких экспериментов является детектор FASERnu, расположенный на Большом адронном коллайдере. Этот детектор был создан специально для обнаружения нейтрино высоких энергий. Он состоит из 730 эмульсионных пленок и вольфрамовых пластин общей массой около тонны.
В результате нескольких лет плодотворной работы ученым из команды FASER удалось обнаружить нейтрино. Шесть частиц были идентифицированы еще в 2021 году. Но после длительной процедуры проверок исследователи наконец подтвердили свое открытие с уровнем значимости 16 сигма. Это означает, что вероятность того, что сигналы были получены случайно, настолько низка, что практически равна нулю. Для сравнения
, уровень значимости в 5 сигма уже считается достаточным для того, чтобы считать это открытием в физике элементарных частиц.
Чего ожидать от будущих открытий?
Команда исследователей все еще активно анализирует данные, собранные детектором FASERnu. Ожидается, что в будущем будет обнаружено еще больше нейтрино. Когда Большой адронный коллайдер будет запущен после модернизации, которая продлится до 2026 года, мы можем ожидать еще больше неожиданных открытий в области физики элементарных частиц.
Еще в 2021 году физик Дэвид Каспер из Калифорнийского университета в Ирвайне предсказал, что во время следующего запуска Большого адронного коллайдера будет зарегистрировано около 10 тыс. нейтринных взаимодействий. Это означает, что ученые только слегка прикоснулись к тому, что может предложить FASERnu.
2 минуты
1 марта 2024
204 читали