LHC pirmą kartą užfiksuotos „vaiduokliškos dalelės“

Kalifornijos universiteto, Irvine (UCI) fizikai aptiko dar nematytas „vaiduokliškas daleles“, arba neutrinus Didžiajame hadronų greitintuve (LHC), vykdydami FASER eksperimentą, a praneša New Atlas.

FASER įranga LHC © UCI

Neutrinai yra elektriškai neutralios dalelės, kurių masė artima nuliui. Vaiduokliškomis dalelėmis jie vadinami, nes, nepaisant netikėtinos jų gausos, elektros krūvio jos neturi, tad labai sunkiai aptinkamos, nes retai kada sąveikauja su materija.

„Vaiduokliškos dalelės“ gali pernešti daugybę informacijos

Kartu su LHC vykdomais FASER eksperimentais, kuriamos neutrinų observatorijos, skirtos aptikti neutrinų srautus kosmose, gali atskleisti daug visatos paslapčių. Nepaisant pavadinimo, dėl labai menkos sąveikos su materija, iš visatos tolių atkeliaujančios vaiduokliškos dalelės gali pateikti daug informacijos, kai tuo tarpu šviesos dalelės, fotonai, skriedami per kosmosą gali būti iškraipomi. Problema lig šiol buvo mūsų (ne)gebėjimas tas vaiduokliškas daleles – neutrinus – užfiksuoti.

Neutrinus skleidžia žvaigždės, supernovos ir kvazarai, o taip pat ir žmonių sukurti šaltiniai. Seniai manyta, kad, pavyzdžiui, tokie dalelių greitintuvai, kaip LHC irgi turėtų juos kurti, tačiau jie prasprūsdavo neužfiksuoti. Bet dabar Physical Review D žurnale publikuotame straipsnyje pateikiami pirmieji šešių sąveikų su neutrinais LHC įrodymai.

„Iki šio projekto jokių neutrinų ženklų dalelių greitintuve užfiksuota nebuvo,“ pranešime spaudai pažymėjo tyrimo bendraautorius Jonathan Feng. „Šis svarbus proveržis žymi žingsnį gilesnio šių neapčiuopiamų dalelių ir jų reikšmės visatai supratimo link.“

FASER eksperimentas bus pratęstas 2022 m.

2018 metais FASER eksperimentas įdiegė neutrinų detektorių, maždaug 480 m gylyje po vieta, kur susiduria dalelės LHC. Šiame instrumente naudojamas detektorius iš švino ir volframo plokščių, kurias skiria emulsijos sluoksniai. Kai neutrinas atsitrenkia į metalų atomų branduolius, jis sukuria daleles, skriejančias per emulsijos sluoksnius. Taip sukuriamos žymės, kurios padaromos matomomis procesu, panašiu į juostinės fotografijos apdorojimą. Atliekant eksperimentus, po išryškinimo buvo aptiktos šešios žymės.

Pasak Fengo, komanda „rengiasi naujiems eksperimentams su daug didesniu ir gerokai jautresniu instrumentu,“ tad, turėtų surinkti daugiau duomenų. Didesnioji versija vadinsis FASERnu. Šis instrumentas svers 1 090 kg, daug daugiau nei pirmoji versija (29 kg), tad, turėtų aptikti daug daugiau vaiduokliškųjų dalelių. Kitas tyrimo bendraautorius, Davidas Casperas, sako, kad UCI komanda tikisi, kas FASERnu „užfiksuos daugiau nei 10 000 neutrinų sąveikų per kitą LHC paleidimą, prasidėsiantį 2022.“

Chris Young / interestingengineering.com