За първи път: В Големия адронен колайдер е получено неутрино с висока енергия

Физиците от FASER Collaboration за първи път успяха да произведат високоенергийни неутрино в лаборатория. Създадените от учените неутрино бяха произведени в Големия адронен колайдер (LHC). Характеристиките на тези частици напълно съответстват на Стандартния модел. За първи път учените успяха буквално да усетят тези неуловими частици, което ще помогне за проверка на теориите във фундаменталната физика и за разширяване на нейните граници.

Нискоенергийните неутрино са регистрирани от доста време, например те могат да бъдат слънчеви неутрино. Учените са се научили да регистрират и свръхвисокоенергийни неутрино, идващи от дълбокия космос. За тази цел дълбоко под земята или в дебелината на леда (например в Антарктида и Байкал) се поставят детектори, които са в състояние да уловят тези частици със свръхвисока енергия. Резултатите съответстват на теорията и служат като доказателство, че учените са прави.

Високоенергийните неутринo се регистрират изключително рядко и никога не са били произвеждани изкуствено на Земята.

Става дума за енергийния диапазон от 200-300 GeV (гигаелектронволта) до 10 TeV. Първата заявка на учените за проникване в този диапазон от енергии е направена през март миналата година. Трябва да се благодари на руския Обединен институт за ядрени изследвания за анализа на значителна част от експериментите и теоретичната му обосновка. Възможно е руски физици да са участвали и в подготовката на новата статия, публикувана миналия месец в Physical Review Letters.

Изследователите проучиха част от обема на детектора FASER𝜈, равняващ се на около 129 kg (общото тегло на детектора достига 1,1 тона – детекторите му се състоят от редуващи се волфрамови пластини и фотоемулсия). Учените успяха да идентифицират четири кандидат-събития от взаимодействия с електронни неутрино и осем кандидат-събития от взаимодействия с мюонни неутрино – всички с надеждност над 5 „сигма“, което е равносилно на откритие. Всички кандидати за изкуствени неутрино бяха в слабо проучения на практика енергиен диапазон от 520 до 1760 GeV. Измерените характеристики на частиците са в пълно съответствие със Стандартния модел, което беше още едно доказателство, че науката за Земята има малко представа за това как функционира нашият свят.

Възможността за изучаване на неутрино при тези екстремни енергии може да хвърли светлина върху фундаментални въпроси във физиката, като например защо частиците имат маса и защо във Вселената има повече материя, отколкото антиматерия.