Международная группа экспериментов по прямому поиску, возглавляемая физиками из Калифорнийского университета в Ирвине, впервые в истории обнаружила кандидатов в нейтрино, произведенные Большим адронным коллайдером на установке ЦЕРН недалеко от Женевы, Швейцария.
В статье, опубликованной 24 ноября 2021 года в журнале Physical Review D, исследователи описывают, как они наблюдали шесть взаимодействий нейтрино во время пилотного запуска компактного детектора эмульсии, установленного на LHC в 2018 году.
По словам авторов статьи, открытие, сделанное во время пилотного запуска, позволило сделать два важных вывода:
- Во-первых, запуск подтвердил, что положение перед точкой взаимодействия ATLAS на LHC является правильным местом для обнаружения нейтрино коллайдера.
- Во-вторых, результаты продемонстрировали эффективность использования детектора эмульсии для наблюдения такого рода нейтринных взаимодействий.
Экпереминтальный прибор состоял из пластин свинца и вольфрама, чередующихся со слоями эмульсии. Во время столкновений частиц на LHC некоторые из нейтрино врезаются в ядра плотных металлов, создавая частицы, которые проходят через слои эмульсии и оставляют видимые следы после обработки. Эти гравюры дают представление об энергиях частиц, их природе — тау, мюон или электрон — и о том, нейтрино они или антинейтрино.
По словам ученых, эмульсия действует аналогично фотографии в доцифровую эпоху. Когда 35-миллиметровая пленка подвергается воздействию света, фотоны оставляют следы, которые проявляются в виде узоров при проявлении пленки. Исследователи FASER также смогли увидеть взаимодействия нейтрино после удаления и проявления эмульсионных слоев детектора.
Благодаря успешной работе над нейтрино за последние несколько лет команда FASER, состоящая из 76 физиков из 21 института в девяти странах, объединяет новый детектор эмульсии с аппаратом FASER. В то время как экспериментальный детектор весил около 30 килограмм, прибор FASERnu будет весить более тонны, и он будет намного более быстрым и сможет различать разновидности нейтрино.
