Physiker haben Neutrinos beobachtet, die „von der Sonne, kosmischer Strahlung, Supernovae und anderen kosmischen Objekten sowie Teilchenbeschleunigern und Kernreaktoren stammen“, schreibt Phys.org. Ein verbleibendes Ziel war jedoch die Beobachtung von Neutrinos in „Collider“-Teilchenbeschleunigern (die zwei Teilchenstrahlen richten).
Dies wurde nun mithilfe von Neutrinodetektoren am Large Hadron Collider (LHC) des CERN in der Schweiz durch zwei verschiedene Forschungskooperationen erreicht:
– FASER (Forward Search Experiment)
– SND (Streu- und Neutrinodetektor)@LHC
Phys.org argumentiert, dass die beiden Erfolge „wichtige neue Wege für die experimentelle Teilchenphysikforschung eröffnen könnten“.
Die Ergebnisse ihrer beiden Studien wurden kürzlich in veröffentlicht Briefe zur körperlichen Untersuchung. „Neutrinos werden in Protonenkollidern wie dem LHC in großer Menge produziert“, sagte Cristovao Vilela, Teil der SND@LHC-Kollaboration, gegenüber Phys.org. „Allerdings wurden diese Neutrinos bisher noch nie direkt beobachtet. Die sehr schwache Wechselwirkung von Neutrinos mit anderen Teilchen macht ihren Nachweis sehr schwierig und aus diesem Grund sind sie die am wenigsten untersuchten Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik … .”
„Teilchenbeschleuniger gibt es seit über 50 Jahren und sie haben jedes bekannte Teilchen außer Neutrinos entdeckt“, sagte Jonathan Lee Feng, Co-Sprecher der FASER Collaboration, gegenüber Phys.org. „Gleichzeitig haben wir jedes Mal, wenn Neutrinos aus einer neuen Quelle entdeckt wurden, sei es ein Kernreaktor, die Sonne, die Erde oder Supernovae, etwas äußerst Wichtiges über das Universum gelernt. Im Rahmen unserer jüngsten Arbeit haben wir Wir wollten zum ersten Mal Neutrinos nachweisen, die an einem Teilchenbeschleuniger erzeugt wurden …
„Da diese Neutrinos hohe Flüsse und Energien haben, was die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung deutlich erhöht, konnten wir 153 von ihnen mit einem sehr kleinen, kostengünstigen Detektor nachweisen, der in sehr kurzer Zeit gebaut wurde“, erklärte Feng. „Früher ging man davon aus, dass die Teilchenphysik in zwei Teile unterteilt ist: Hochenergieexperimente, die zur Untersuchung schwerer Teilchen wie Top-Quarks und Higgs-Bosonen erforderlich waren, und Hochintensitätsexperimente, die zur Untersuchung von Neutrinos erforderlich waren. Das hat diese Arbeit gezeigt.“ Hochenergieexperimente können auch Neutrinos untersuchen und haben so die Hochenergie- und Hochintensitätsgrenzen zusammengebracht.“
Die von Feng und dem Rest der FASER-Kollaboration entdeckten Neutrinos haben die höchste Energie, die jemals in einer Laborumgebung gemessen wurde. Cristovao Vilela, Teil der SND@LHC-Kollaboration, sagte: „Die Beobachtung von Collider-Neutrinos öffnet die Tür zu neuartigen Messungen.“ Dies wird uns helfen, einige der grundlegenderen Rätsel des Standardmodells der Teilchenphysik zu verstehen, beispielsweise warum es drei Generationen von Materieteilchen (Fermionen) gibt, die in allen Aspekten außer ihrer Masse exakte Kopien voneinander zu sein scheinen. Darüber hinaus „Unser Detektor ist an einem Ort platziert, der für die größeren LHC-Experimente ein blinder Fleck ist. Dadurch werden unsere Messungen auch zu einem besseren Verständnis der Struktur kollidierender Protonen beitragen.“