Новости космоса и технологий. » Физика » Ученые не находят никаких намеков на стерильное нейтрино

Ученые не находят никаких намеков на стерильное нейтрино

Опубликовал: Admin, 27-10-2021, 23:15, Физика, 5, 0

Ученые не находят никаких намеков на стерильное нейтрино

Новые результаты эксперимента MicroBooNE в Национальной ускорительной лаборатории Ферми Министерства энергетики США наносят удар по теоретической частице, известной как стерильное нейтрино. Нет такого.

Более двух десятилетий эта теория четвертого нейтрино оставалась многообещающим объяснением аномалий, наблюдаемых в более ранних физических экспериментах. Обнаружение новой частицы было бы крупным открытием и радикальным сдвигом в нашем понимании Вселенной. А также вероятная Нобелевская премия. Но этого не должно быть.

Среди ученых, которые участвуют в международном проекте MicroBooNE с участием нескольких университетов и нескольких агентств, есть Камилло Мариани, профессор кафедры физики Научного колледжа Технологического института Вирджинии. Он работал над проектом с самого начала, с 2012 года.

«Самые последние результаты очень важны для нейтринного сообщества по двум основным аспектам. Это первые большие физические результаты, полученные из камеры временной проекции с жидким аргоном (TPC). TPC с жидким аргоном всегда был очень многообещающим с технологической точки зрения. но никогда не давал больших результатов по физике. Во-вторых, конечно, теперь мы лучше понимаем природу », - сказал Мариани, который также является членом Центра нейтринной физики в Технологическом институте Вирджинии и директором Подземного исследовательского центра Кимбаллтона в округе Джайлс.

Результаты, объявленный сегодня, соответствует Стандартной модели физики элементарных частиц, лучшей теории ученых о том, как устроена Вселенная. Данные согласуются с тем, что предсказывает Стандартная модель: три вида нейтрино - ни больше, ни меньше. Нейтрино бывают трех известных типов - электронное, мюонное и тау-нейтрино - и могут переключаться между этими ароматами определенным образом во время движения.

«В течение многих лет мы исследовали возможность существования четвертого нейтрино, новой частицы, не предсказанной в стандартной модели физики элементарных частиц», - добавил Мариани. «Эксперимент MiniBooNE в начале 2010 года показал аномалию, которую можно было бы объяснить существованием стерильного нейтрино. Я был участником этого сотрудничества и автором одной из самых последних статей MiniBooNE. С развитием технологий и подробностями, предложенными Проекционная камера с жидким аргоном, MicroBooNE смогла не одобрить интерпретацию низкоэнергетического избытка MiniBooNE как следствие стерильного нейтрино. Немного грустно видеть возможность обнаружения другой частицы, но мы продвигаем наши знания о природе, а это очень важно вещь."

MicroBooNE - это 170-тонный детектор нейтрино размером примерно со школьный автобус, который с 2015 года эксплуатируется Национальной ускорительной лабораторией Ферми недалеко от Чикаго.сотрудники из 36 учреждений в пяти странах. По словам FermiLab, они использовали эту технологию для записи потрясающе точных трехмерных изображений нейтринных событий и детального изучения взаимодействия частиц - столь необходимый зонд в субатомном мире.

В детекторе MicroBooNE используются специальные световые сенсоры и более 8000 тщательно подключенных проводов для улавливания следов частиц. Он размещен в цилиндрическом контейнере длиной 40 футов, наполненном 170 тоннами чистого жидкого аргона. Нейтрино сталкиваются с плотной прозрачной жидкостью, высвобождая дополнительные частицы, которые может записывать электроника. Полученные изображения показывают подробные траектории частиц и, что особенно важно, позволяют отличить электроны от фотонов.

Начиная с 2012 года, когда он прибыл в Блэксбург, Мариани и несколько постдокторантов участвовали в создании, сборке и вводе в эксплуатацию детектора MicroBooNE.

«Мы отвечали за онлайн-систему, которая отслеживает качество данных, поступающих из детектора, и мы провели некоторую предварительную работу с детектором со студентами бакалавриата, которые построили мини-детектор и доставили его в Фермилаб в 2014 году. Детектор использовался для идентификации мюоны пересекают основной объем детектора », - сказал Мариани.

Нейтрино - одна из основных частиц в природе. Они нейтральные, невероятно крошечные и самая распространенная частица с массой в нашей Вселенной, хотя они редко взаимодействуют с другим веществом. Они также особенно интригуют физиков, поскольку у них остается ряд вопросов, на которые нет ответов. Эти загадки включают в себя, почему их массы настолько исчезающе малы, и ответственны ли они за преобладание материи над антивеществом в нашей Вселенной. Это делает нейтрино уникальным окном для изучения того, как устроена Вселенная в мельчайших масштабах, сказал Фермилаб в пресс-релизе.

По словам Фермилаба, поскольку стерильные нейтрино еще больше не подходят для объяснения аномалий, обнаруженных в нейтринных данных, ученые исследуют другие возможности. К ним относятся такие интригующие вещи, как свет, создаваемый другими процессами во время столкновений нейтрино, или такие экзотические, как теоретически обоснованная темная материя.

Марк Питт, заведующий кафедрой и профессор физики, сказал, что многие из его преподавателей из Центра нейтринной физики активно участвовали в поисках стерильное нейтрино .

«Технологии обнаружения для поиска стерильных нейтрино были активным интересом преподавателей центра Джонатана Линка и Брюса Фогелаара», - сказал Питт. «С теоретической точки зрения директор центра Патрик Хубер и группа Камилло лидируют в понимании того, как на эксперименты с жидким аргоном, такие как MicroBooNE, влияет моделирование нейтрино, взаимодействующих с ядром аргона».

Питт добавил, что еще в 2011 году Мариани организовал международный семинар «Стерильные нейтрино на перекрестке» как одно из первых мероприятий центра.

Хубер, директор центра, добавил: «Это первый раз, когда мы получили настоящие первоклассные физические наблюдения от детектора жидкого аргона, это также показывает, что это сложная технология. давным-давно они прекратили сбор данных, а просто преобразовали необработанные данные с детектора вУтверждение о физике - действительно сложный процесс. … Это хороший день для науки, мы кое-что узнали, мы узнали, что это фотоны, а не электроны ».

Что будет дальше с Мариани? Он участвует в новом эксперименте Deep Underground Neutrino Experiment (или сокращенно DUNE), флагманском международном эксперименте также размещается в Fermilab, в котором уже работают более 1000 исследователей из более чем 30 стран. DUNE будет изучать колебания, отправляя нейтрино на 800 миль через землю к детекторам в подземном исследовательском центре Сэнфорда глубиной в милю. Комбинация нейтрино на коротких и дальних дистанциях Эксперименты позволят исследователям понять, как работают эти фундаментальные частицы. Детектор, который сейчас строится, должен быть запущен в 2027 году.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии