CERN“向前搜索实验”望探测到对撞产生的中微子

2019-12-20 13:55 来源:科技日报
  对撞机会造成很多中微子,但这种中微子从没被检测到,如今这一局势将产生更改。据欧洲核子研究中心(CERN)官方网站17日报导,CERN“往前检索试验”(FASER)的新探测仪FASERν近期获准,它将安裝在该试验主探测仪前端开发,即将检测到互撞造成的中微子,打开中微子物理新世界。

  自1956年在核反应堆内初次观察到中微子至今,生物学家已从太阳光、空气及宇宙等众多来源于检测到中微子,但缺憾的是从没在粒子对撞机内测试到。大部分对撞机内的中微子动能极高,而对于源能中微子的相互作用力孰知很少,因而,在对撞机内造成的中微子或想为中微子科学研究产生新启发。

  FASER于今年获准,致力于检索光和弱相互作用力物体(如暗光子美容等)。FASER将坐落于大中型强子对撞机(LHC)内超环面仪器设备试验(ATLAS)中下游约480Km,它是检测中微子的理想化部位,但该试验主探测器没法检测中微子。

  FASER试验相互新闻发言人杰米·博伊德表述说:“因为中微子与化学物质的相互作用力十分很弱,因而,人们必须一个包括很多化学物质的标靶才可以取得成功检测到他们。FASER主探测仪沒有那样的标靶,没法检测到中微子。FASERν正好能够‘大展身手’。它由天然乳胶塑料薄膜和钨板构成,可当做标靶和探测器,观查中微子的相互作用力。”

  FASERν长1.35米、宽25公分、高25公分,重1.2吨,远低于现在关键的中微子探测仪——日本国“非常神冈”探测仪重5万吨级;南极洲“冰立方米”探测仪的容积超过1立方米公里。

  FASER协作组估算,FASERν在运作期内可检测到2万多个中微子。这种中微子的均值动能接近600吉电子伏特(GeV)到1太电子伏特(TeV)中间。中微子现有3种种类:电子器件中微子、μ子中微子和τ子中微子。协作组预估可检测到这3种中微子的总数各自为1300个、2万只和20个。

  博伊德说:“这种将是动能最大的人工合成中微子,在LHC内检测到并科学研究他们是物体物理的一个里程碑式,使科学研究工作人员能在中微子物理行业开展相辅相成精确测量。FASERν还将为将来的对撞机中微子方案铺平道路,这种方案获得的結果将为修建更大中微子探测仪出示参照。”

  据了解,LHC方案于2021年5月重新启动,FASERν探测仪将于本次重新启动前安裝,并在LHC此次运作期内搜集信息。