新的欧洲核中心探测器希望捕捉中微子

2019-12-20 10:55 来源:和讯科技

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FASER实验艺术地图。图片来源:欧洲粒子物理研究所官方网站

科技日报,北京,12月19日(记者刘霞)——碰撞机会在17日产生了大量报道。欧洲核子研究中心的“前向搜索实验”(FASER)新探测器FASERν最近获得批准。它将安装在实验主探测器的前端。它有望探测碰撞产生的中微子,开启中微子物理的新时代。

自从1956年首次在核反应堆中观测到中微子以来,科学家们已经从许多来源探测到中微子,例如太阳、大气和地球,但不幸的是它们从未在粒子对撞机中被探测到。大多数对撞机中的中微子具有极高的能量,我们对高能中微子的相互作用知之甚少。因此,对撞机产生的中微子可能会给中微子研究带来新的启示。

FASER在今年早些时候被批准搜索光和弱相互作用粒子(如暗光子)。FASER将位于大型强子对撞机(LHC)环形仪器实验(ATLAS)下游约480米处,这是探测中微子的理想位置,但实验的主探测器无法探测中微子。

FASER联合发言人杰米·博伊德(Jamie Boyd)解释道:“由于中微子和物质之间的相互作用非常微弱,我们需要一个含有大量物质的目标来成功探测它们。FASER主探测器没有这样的目标,也不能探测中微子。FASERν可以只是“炫耀”。它由乳胶膜和钨板组成,可以作为观察中微子相互作用的目标和探测器。”

Faster长1.35米,宽25厘米,高25厘米,重1.2吨,远远小于目前主要中微子探测器——日本“超级神冈”探测器,重5万吨。南极冰块探测器的体积为1立方千米。

FASER合作小组估计,更快的ν在运行过程中可以探测到20,000多个中微子。这些中微子的平均能量在600 GeV和1 TeV之间。中微子有三种类型:电子中微子、μ子中微子和τ中微子。合作小组预计将分别探测到1300、20,000和20个中微子。

博伊德说:“这些将是能量最高的人造中微子。在LHC探测和研究它们是粒子物理学的一个里程碑,使研究人员能够在中微子物理领域进行互补测量。FASERν还将为未来的对撞机中微子计划铺平道路,这些计划的结果将为建造更大的中微子探测器提供参考。”

据报道,LHC计划于2021年5月重启。重启前将安装更快的ν检测器,并将在LHC操作期间收集数据。