Detectorul poate vedea 7.000 de interacțiuni cu neutrini zilnic
Pe scurt: Neutrinii sunt cele mai abundente particule din cosmos. De fapt, 100 de trilioane uimitoare dintre ele trec inofensiv prin corpul tău în fiecare secundă. Pentru că rar interacționează cu alte materii, au câștigat porecla de „particule fantomă”. Cu toate acestea, în ciuda abundenței lor, ele rămân unele dintre cele mai dificile particule de detectat în lumea subatomică.
Oamenii de știință care lucrează la Short-Baseline Near Detector (SBND) de la Fermilab au atins o etapă majoră – au detectat primele interacțiuni cu neutrini ale experimentului.
SBND este ultima componentă a programului de neutrino de bază scurtă al Fermilab, care implică peste 250 de oameni de știință din Brazilia, Spania, Elveția, Marea Britanie și SUA. Detectorul este poziționat lângă sursa de fascicul de neutrini a Fermilab, unde observă zilnic aproximativ 7.000 de interacțiuni de neutrini – mai mult decât orice alt detector similar.
În prezent, se știe că există trei „arome” de neutrini: muon, electron și tau. În mod remarcabil, ele oscilează între aceste arome în timp ce călătoresc. Misiunea principală a SBND este de a studia aceste oscilații și, eventual, de a găsi dovezi ale unui nou tip „steril” de neutrin, care ar putea debloca un tărâm ascuns al unei noi fizici.
O echipă de la Universitatea din Sheffield, condusă de profesorul Vitaly Kudryavtsev și dr. Rhiannon Jones, a jucat un rol cheie în dezvoltarea instrumentației și software-ului SBND pentru citirea și analizarea numărului mare de semnale neutrino.
Profesorul Kudryavtsev a declarat: „Dacă observăm mai puțini neutrini în ICARUS decât ne așteptăm pe baza observației din SBND, acest lucru va deschide potențial o fereastră către un univers ascuns de noi particule și fenomene. Dacă, totuși, nu observăm nicio discrepanță cu așteptările. , acest lucru va sugera că datele anterioare care indică aceste noi fenomene au suferit unele probleme cu interpretarea datelor sau incertitudini neevaluate.”
Pe lângă potențialul de descoperiri de noi particule, SBND va furniza date cruciale pentru proiecte precum Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), o altă întreprindere majoră de neutrini în prezent în lucru.
Neutrinii înșiși ar putea oferi perspective asupra unuia dintre cele mai mari mistere din fizică și cosmologie: natura materiei întunecate. În ciuda deceniilor de căutare a particulelor masive de materie întunecată, rezultatele au fost evazive. Cu toate acestea, unele teorii sugerează că particulele ușoare, asemănătoare neutrinilor, ar putea cuprinde această materie evazivă.
„Teoreticienii au conceput o multitudine de modele din sectorul întunecat de particule întunecate ușoare care ar putea fi produse într-un fascicul de neutrini, iar SBND va putea testa dacă aceste modele sunt adevărate”, a spus Andrzej Szelc, coordonatorul SBND pentru fizică.
În alte dezvoltări legate de neutrini, observatorul subacvatic Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss (ARCA) ar putea fi detectat dovezi ale unui neutrin cu energie ultra-înaltă din spațiul cosmic. ARCA operează la 3.500 de metri sub Marea Mediterană. Separat, CERN a efectuat experimente cu neutrini folosind Large Hadron Collider.
