California Üniversitesi, Irvine’deki fizikçiler, bir parçacık çarpıştırıcısı tarafından oluşturulan nötrinoları saptayarak, atom altı parçacıklar konusundaki anlayışımızı derinleştirecek bilimsel bir atılım gerçekleştirdiler. Bu aynı zamanda büyük mesafeler kat eden ve Dünya ile çarpışan kozmik nötrinoların anlaşılmasına da yardımcı olabilir. Keşif, CERN’in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı tarafından üretilen parçacıkları saptayan, CERN’de kurulu bir parçacık detektörü olan FASER kullanılarak yapıldı.
Keşif, fizikçilerin evrendeki en bol parçacığın doğasını anlamalarına yardımcı olmayı vaat ediyor.{ 8}
Bilimsel bir ilk olarak, Kaliforniya Üniversitesi, Irvine’deki (UCI) fizikçilerin liderliğindeki bir ekip, bir parçacık çarpıştırıcısı tarafından oluşturulan nötrinoları saptadı. Keşif, bilim insanlarının ilk olarak 1956’da tespit edilen ve yıldızların yanmasına neden olan süreçte önemli bir rol oynayan atom altı parçacıklar hakkındaki anlayışını derinleştirmeyi vaat ediyor.
Çalışma ayrıca geniş yol alan kozmik nötrinolara ışık tutabilir. mesafeler ve Dünya ile çarpışarak evrenin uzak bölgelerine bir pencere sağlar.
İleri Arama Deneyi‘nin veya bir parçacık detektörü olan FASER’in en son sonucudur. uluslararası fizikçiler grubu ve CERN’de, İsviçre’nin Cenevre kentindeki Avrupa Nükleer Araştırma Konseyi’nde kuruldu. Orada FASER, CERN’in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı tarafından üretilen parçacıkları saptar.
“Yepyeni bir kaynaktan nötrinolar keşfettik – parçacık çarpıştırıcılarından – iki tane var UCI ve 21 ortak kurumda 80’den fazla araştırmacının yer aldığı projeyi başlatan UC Irvine parçacık fizikçisi ve FASER İşbirliği Eş Sözcüsü Jonathan Feng, “parçacık ışınları son derece yüksek bir enerjiyle birbirine çarpıyor” dedi.
CERN’in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda yerin derinliklerinde bulunan FASER parçacık detektörü, çoğunlukla CERN’deki diğer deneylerden elde edilen yedek parçalardan yapılmıştır. Kredi: CERN’in izniyle
CERN’de parçacık fizikçisi olan Brian Petersen, sonuçları Pazar günü İtalya’da düzenlenen 57. Rencontres de Moriond Elektrozayıf Etkileşimler ve Birleşik Teoriler konferansında FASER adına açıkladı.
Yaklaşık 70 yıl önce merhum UCI fizikçisi ve Nobel ödüllü Frederick Reines tarafından birlikte keşfedilen nötrinolar, evrende en bol bulunan parçacıklardır ve FASER, “parçacık fiziğinin standart modelini oluşturmak için çok önemliydi” dedi. CERN’de parçacık fizikçisi olan Eş Sözcü Jamie Boyd. “Fakat bir çarpıştırıcıda üretilen hiçbir nötrino, bir deney tarafından şimdiye kadar tespit edilmemişti.”
Reines’in ve UCI fizik ve astronomi profesörü Hank Sobel gibi diğerlerinin çığır açan çalışmasından bu yana, fizikçiler tarafından incelenen nötrinoların çoğu, düşük enerjili nötrinolar olmuştur. Ancak FASER tarafından tespit edilen nötrinolar, bir laboratuvarda şimdiye kadar üretilen en yüksek enerjidir ve derin uzay parçacıkları atmosferimizde dramatik parçacık yağmurlarını tetiklediğinde bulunan nötrinolara benzer.
“Bize derin uzay hakkında bilgi verebilirler. başka türlü öğrenemeyeceğimiz yollar,” dedi Boyd. “LHC’deki bu çok yüksek enerjili nötrinolar, parçacık astrofiziğindeki gerçekten heyecan verici gözlemleri anlamak için önemlidir.”
FASER’in kendisi, parçacık algılama deneyleri arasında yeni ve benzersizdir. Birkaç kat yüksekliğinde ve binlerce ton ağırlığındaki ATLAS gibi CERN’deki diğer dedektörlerin aksine, FASER yaklaşık bir tondur ve CERN’deki küçük bir yan tünelin içine düzgünce sığar. Ve diğer deneylerden elde edilen yedek parçaları kullanarak tasarlamak ve inşa etmek yalnızca birkaç yıl sürdü.
“Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki çok daha büyük deneylerin doğrudan tespit edemediği bilinen tek parçacıklar nötrinolardır, bu nedenle FASER başarılı UCI deneysel fizikçisi Dave Casper, “gözlem, çarpıştırıcının tüm fizik potansiyelinden nihayet yararlanıldığı anlamına gelir” dedi.
Nötrinoların ötesinde, FASER’in diğer başlıca hedeflerinden biri, fizikçilerin düşündüğü gibi, karanlık maddeyi oluşturan parçacıkları tanımlamaya yardımcı olmaktır. evrendeki maddenin çoğunu oluşturur, ancak bunu hiçbir zaman doğrudan gözlemlemediler.
FASER henüz karanlık madde belirtileri bulamadı, ancak LHC birkaç dakika içinde yeni bir parçacık çarpışması döngüsüne başlayacak. Aylar sonra, dedektör beliren her şeyi kaydetmeye hazırdır.
Boyd, “Bazı heyecan verici sinyaller görmeyi umuyoruz,” dedi.