İlk kez, fizikçiler dünyanın en büyük atom kırıcısının içinde yüksek enerjili “hayalet parçacıklar” yarattılar ve tespit ettiler. Bulgular, yıldızların nasıl süpernovaya dönüştüğünün sırlarını ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir.
olarak bilinen küçük parçacıklar nötrinolarİsviçre, Cenevre yakınlarındaki Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü’nde (CERN) bulunan dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki (LHC) FASER nötrino dedektörü tarafından.
Nötrinolar spektral takma adlarını alırlar çünkü var olmayan elektrik yükleri ve neredeyse sıfır kütleleri, diğer madde türleriyle neredeyse hiç etkileşime girmedikleri anlamına gelir. Hayalet lakabına sadık kalarak, nötrinolar sıradan madde içinde neredeyse ışık hızında uçarlar. fizikçiler Sonuçlarını sundular (Yeni bir sekmede açılır) 19 Mart’ta İtalya’nın La Thuile kentinde düzenlenen 57. Elektrozayıf Etkileşimler ve Birleşik Teoriler Rencontres de Moriond Kongresi’nde.
İlgili: Hayalet nötrinolar yakındaki bir galaksiden patlıyor ve bilim adamları neden olduğundan emin değiller
“Tamamen yeni bir kaynaktan – parçacık çarpıştırıcılarından – son derece yüksek enerjide birbiriyle çarpışan iki parçacık ışınına sahip olduğunuz nötrinoları keşfettik.” Jonathan Feng (Yeni bir sekmede açılır)Kaliforniya Üniversitesi, Irvine’de bir fizikçi ve FASER İşbirliği sözcüsü, bir açıklamada söyledi (Yeni bir sekmede açılır).
Her saniye, vücudunuzun her santimetrekaresinden yaklaşık 100 milyar nötrino geçer. Küçük parçacıklar her yerdedir – yıldızların nükleer alevlerinde, büyük süpernova patlamalarında, kozmik ışınlarda ve radyoaktif bozunmada ve Dünya’daki parçacık hızlandırıcılarında ve nükleer reaktörlerde üretilir. Aslında, ilk olarak 1956’da bir nükleer reaktörden fışkırdığı tespit edilen nötrinolar, evrendeki en bol atom altı parçacık olarak fotonlardan sonra ikinci sırada yer alıyor.
Ancak, her yerde bulunmalarına rağmen, yüksüz, kütleye yakın parçacıkların diğer maddelerle etkileşimleri, tespit edilmelerini son derece zorlaştırır. Japonya’nın Super-Kamiokande detektörü, Fermilab’ın MiniBooNE’si ve IceCube’ün güney kutbu detektörü gibi birçok ünlü nötrino saptama deneyine rağmen— Güneş enerjisi tarafından üretilen nötrinoları tespit edebildiler.
Ancak güneşten bize ulaşan nötrinolar, dışarıdaki hayalet parçacıkların sadece küçük bir dilimidir. Enerji spektrumunun diğer ucunda, derin uzay parçacıkları Dünya atmosferiyle çarpıştığında dev süpernova patlamalarında ve parçacık yağmurlarında üretilen yüksek enerjili nötrinolar bulunur. Bu yüksek enerjili hayaletler, şimdiye kadar bilim adamları için bir sır olarak kaldı.
“LHC’deki bu yüksek enerjili nötrinolar, parçacık astrofiziğindeki gerçekten heyecan verici gözlemleri anlamak için önemlidir.” Jimmy Boyd (Yeni bir sekmede açılır)CERN parçacık fizikçisi ve FASER eş sözcüsü, yaptığı açıklamada. Yeni keşifler, yıldızların nasıl yandığını ve patladığını ve yüksek enerjili nötrino etkileşimlerinin uzayda diğer parçacıkların üretimine nasıl yol açtığını açıklamaya yardımcı olabilir.
Fizikçiler, atom altı spektrumları yakalamak için bir Kunduz parçacık detektörü inşa ettiler: yoğun metal levhalar kurşun ve tungsten, emülsiyon adı verilen yapışkan, ışığı algılayan bir maddenin çoklu katmanlarını yakalar. Yüksek enerjili proton demetleri Büyük Hadron Çarpıştırıcısı içinde birbirleriyle çarpıştığında, Sable’a giren küçük bir kısmı nötrino olan bir yan ürün parçacıkları yağmuru üretirler. Bu çarpışmalardan gelen nötrinolar daha sonra yoğun metal levhalardaki atom çekirdeğine çarpar ve diğer parçacıklara bozunur. Emülsiyon katmanları, eski fotoğraf filmine benzer bir şekilde çalışır ve parçacığın içinden geçerken izlenebilir ana hatlarını damgalamak için nötrino yan ürünleriyle etkileşime girer.
Fizikçiler bu film benzeri emülsiyonu “geliştirerek” ve parçacıkların yörüngelerini analiz ederek, bazı izlerin plakalardan geçen nötrinoların oluşturduğu parçacık jetlerinden kaynaklandığını keşfettiler; Hatta bir nötrinonun üç parçacık “tadı”ndan (tau, müon veya elektron) hangisini saptadıklarını belirleyebilirler.
Bu deney tarafından tespit edilen altı nötrino ilk olarak 2021’de tanımlandı. Fizikçilerin bunların gerçek olduğundan emin olmak için yeterli veriyi toplaması iki yıl sürdü. Şimdi, daha fazlasını bulmayı umuyorlar ve bunları evren boyunca yüksek enerjili hayalet parçacıkların oluştuğu ortamları keşfetmek için kullanabileceklerini düşünüyorlar.
More Stories
Bilim insanları dünyadaki en büyük demir cevheri yataklarında milyar yıllık bir sırrı keşfetti
Fosillere göre tarih öncesi deniz ineği, timsah ve köpekbalığı tarafından yenildi
Büyük bir bindirme fayı üzerine yapılan yeni araştırma, bir sonraki büyük depremin yakın olabileceğini gösteriyor