2019年获得欧洲核子研究中心批准安装在大型强子对撞机上的FASER粒子探测器最近增加了一种探测中微子的仪器
UCI领导的FASER团队在2018年使用了一个较小的同类探测器，首次观测到了对撞机产生的难以捉摸的粒子
研究人员称，这种新仪器将能够在未来三年检测数千个中微子相互作用
信用:欧洲核子研究中心 由加州大学欧文分校物理学家领导的国际向前搜索实验团队，在瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理研究所(CERN)设施首次探测到大型强子对撞机产生的中微子候选者
在今天发表在《物理评论D》杂志上的一篇论文中，研究人员描述了他们如何在2018年LHC安装的紧凑型乳液探测器的试运行中观察到六个中微子相互作用
“在这个项目之前，从未在粒子对撞机上看到过中微子的迹象，”合著者乔纳森·冯说，他是物理学和天文学杰出教授，也是FASER合作的共同负责人
“这一重大突破是朝着加深对这些难以捉摸的粒子及其在宇宙中的作用的理解迈出的一步
" 他说，飞行员的发现给了他的团队两条重要的信息
“首先，它验证了位于的ATLAS相互作用点的前方位置是探测对撞机中微子的正确位置，”冯说
“其次，我们的努力证明了使用乳液探测器来观察这类中微子相互作用的有效性
" 该试验仪器由铅和钨板与乳化层交替组成
在LHC粒子碰撞过程中，产生的一些中微子撞上了致密金属中的原子核，产生了穿过乳胶层的粒子，并在处理后产生了可见的痕迹
这些蚀刻提供了关于粒子能量的线索，它们的味道——τ、μ子或电子——以及它们是中微子还是反中微子
冯表示，这种感光乳剂的工作方式类似于前数码相机时代的摄影
当35毫米的胶片曝光时，光子留下的轨迹在胶片显影时显示为图案
FASER的研究人员同样能够在移除和开发探测器的乳胶层后看到中微子的相互作用
FASER实验位于大型强子对撞机中距离ATLAS相互作用点480米的地方
据UCI物理学和天文学杰出教授、FASER合作项目的共同负责人Jonathan Feng称，这是一个探测该设施中粒子碰撞产生的中微子的好地方
信用:欧洲核子研究中心 冯说:“在验证了乳液探测器方法用于观察粒子对撞机产生的中微子的相互作用的有效性后，FASER团队现在正在准备一系列新的实验，使用的仪器要大得多，灵敏度也明显更高。”
自2019年以来，他和他的同事一直在准备用FASER仪器进行一项实验，以调查LHC的暗物质
他们希望探测到暗光子，这将让研究人员第一次看到暗物质是如何通过非引力与正常原子和宇宙中的其他物质相互作用的
随着他们在过去几年中中微子工作的成功，由来自9个国家21个机构的76名物理学家组成的FASER团队正在将一种新的乳液探测器与FASER仪器相结合
虽然先导探测器重约64磅，但法瑟努仪器将超过2400磅，而且它的反应能力更强，能够区分不同种类的中微子
“考虑到我们的新探测器的力量和它在欧洲核子研究中心的主要位置，我们希望能够在下一次LHC运行中记录超过10，000个中微子相互作用，从2022年开始，”合著者大卫·卡斯帕说，他是UCI大学FASER项目的共同负责人和物理学&天文学副教授
“我们将探测到有史以来由人造来源产生的最高能量中微子
" 他说，法瑟努的独特之处在于，虽然其他实验已经能够区分一种或两种中微子，但它将能够观察到所有三种中微子以及它们的反中微子对应物
卡斯帕说，在整个人类历史上，只有大约10次对tau中微子的观测，但他预计他的团队将能够在未来三年内将这个数字增加一倍或三倍
“这与物理系的传统非常契合，”冯说，“因为它延续了的传统，他是大学的创始教师，因第一个发现中微子而获得诺贝尔物理学奖。”
" 卡斯珀说:“我们在世界上最大的粒子物理实验室里，用创纪录的时间和非常非传统的来源，完成了一项世界级的实验。”
“我们非常感谢海兴-西蒙斯基金会和西蒙斯基金会，以及慷慨支持我们的日本科学促进会和欧洲核子研究中心
" 萨凡纳·希弗利和杰森·荒川，UCI博士
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物理学和天文学的学生也为论文做出了贡献
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