Учёные впервые нашли нейтрино внутри ускорителя частиц

Впервые в истории физикам удалось обнаружить нейтрино — "призрачные частицы" — непосредственно внутри ускорителя частиц. Это открытие стало возможным благодаря новому детектору FASERnu, установленному в Большом адронном коллайдере (БАК) ЦЕРНа. Исследование, проведённое международной коллаборацией FASER, представлено в издании Physical Review D.

Фото: commons.wikimedia.org by CERN, CC BY-SA 4.0

Адронный коллайдер

Нейтрино представляют собой уникальные субатомные частицы, почти не взаимодействующие с материей. Ежесекундно через каждый квадратный сантиметр человеческого тела проходит около 100 миллиардов нейтрино.

Источниками этих частиц служат звёзды, сверхновые, ядерные реакции и ускорители частиц. Однако, несмотря на их широкое распространение, нейтрино крайне сложно фиксировать из-за их минимального взаимодействия с окружающей средой.

Для решения этой задачи учёные создали детектор, состоящий из плотных металлических пластин, между которыми размещены слои светочувствительной эмульсии. В процессе эксперимента нейтрино, взаимодействуя с атомными ядрами в пластинах, оставляли следы, которые фиксировались эмульсией, подобно фотоплёнке.

В результате анализа было подтверждено существование трёх видов нейтрино: тау-нейтрино, мюонного и электронного.

Теперь, благодаря установленному оборудованию, учёные планируют исследовать взаимодействия нейтрино и античастиц в будущих экспериментах. Новый цикл работы БАК позволит получить данные о частицах с наивысшей энергией, созданных искусственно.

Также ведутся разработки, направленные на поиск "тёмных фотонов", которые могут быть связаны с тёмной материей — одной из главных загадок Вселенной.

Уточнения

Ускори́тель заря́женных части́ц — класс устройств для получения заряженных частиц (элементарных частиц, ионов) высоких энергий.