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对撞机中微子首次被FASER实验捕获,这具有哪些意义

科学探索万象经验2023-05-08

中微子是一种亚原子粒子,它没有电荷,质量极小,几乎不与其他物质相互作用。因此,它们可以穿透任何物体,甚至整个地球,而不留下任何痕迹。每秒钟,有数万亿个中微子从太阳发出,并穿过我们的身体。但我们却感觉不到它们的存在。

粒子对撞机是一种强大的工具,可以模拟宇宙早期的高能环境,并产生各种稀有的粒子。在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上,两束质子以接近光速相互碰撞,并产生各种粒子和辐射,其中一部分就是中微子。

但是,要在对撞机内探测到中微子并不容易。因为中微子几乎不与其他物质相互作用,所以大多数探测器都无法捕捉到它们。而且,在对撞机产生的众多粒子和辐射中,要区分出中微子也非常困难。

这种核乳胶探测器由钨薄板板和乳液层交替组成,总共有730层乳液层,钨的总质量达到一吨。当中微子与钨板中的原子核发生相互作用时,会产生一些带电的次级粒子,如μ介子、π介子等,它们在乳胶膜中留下可见的轨迹。通过拍摄和分析乳胶膜上的轨迹图像,可以重建出中微子的能量、方向和类型。这类似于威尔逊云室中辐射的轨迹,我们通过该轨迹可以判断辐射的信息。

这一发现有什么意义呢

其次,这是一种全新的人造中微子源,为基础科学开辟了新的方向。利用对撞机产生的高能中微子,可以研究基本粒子物理和天体物理问题,例如中微子的高能相互作用、核子的内部结构、对撞点前向区物理、暗物质粒子和微弱相互作用的新粒子等。

因此,粒子对撞机内探测到中微子是一个重要的物理发现,有助于加深我们对宇宙中最丰富的粒子——中微子的理解,也为寻找超越标准模型的新物理提供了新的机会。


摘自: www.ws46.com
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