El Gran Colisionador de Hadrones entra en territorio desconocido
La colaboración FASER ha realizado su primera
observación de neutrinos producidos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC)
durante su campaña de medición, con una significación estadística que supera el
umbral de un descubrimiento en física de partículas. La observación incluye
neutrinos muónicos y eventos candidatos a neutrinos electrónicos. Además, la
colaboración presentó resultados sobre búsquedas de fotones oscuros, lo que
permitió la exclusión de regiones motivadas por la materia oscura. FASER tiene
como objetivo recopilar más datos para permitir más investigaciones y
mediciones de neutrinos. La detección de neutrinos producidos en colisiones de
protones en el LHC puede contribuir al estudio de neutrinos de alta energía de
fuentes astrofísicas y probar la universalidad del mecanismo de interacción de
diferentes especies de neutrinos.
La primera observación de neutrinos colisionadores
en el LHC allana el camino para la exploración de nuevos escenarios físicos.
Aunque los neutrinos se producen en abundancia en
las colisiones del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), hasta el momento no se
han detectado neutrinos producidos de esta forma. Apenas nueve meses después
del inicio de la fase 3 del LHC y del inicio de su campaña de mediciones, el
MÁS FÁCILMENTE La colaboración cambió esa imagen al anunciar su primer
avistamiento de neutrinos colisionadores durante la sesión electrodébil de los
Rencontres de Moriond de este año. En particular, FASER observó eventos
candidatos a neutrinos muónicos y neutrinos electrónicos. «Nuestra
significancia estadística es de aproximadamente 16 sigma, superando con creces
5sigmael umbral de un descubrimiento en física de partículas”, explica Jamie
Boyd, co-portavoz de FASER.
Además de su observación de neutrinos en un
colisionador de partículas, FASER presentó resultados sobre búsquedas de
fotones oscuros. Con un resultado cero, la colaboración pudo establecer límites
en un espacio de parámetros previamente inexplorado y comenzó a excluir
regiones motivadas por la materia oscura. FASER tiene como objetivo recopilar
hasta diez veces más datos en los próximos años, lo que permitirá más
investigaciones y mediciones de neutrinos.
FASER (arriba) y [email protected] (abajo)
detectores. Crédito: CERN
FASER es uno de los dos nuevos experimentos ubicados
a ambos lados de la caverna ATLAS para detectar neutrinos producidos durante
las colisiones de protones en ATLAS. experiencia adicional, [email protected],
también informó sus primeros resultados a Moriond, mostrando ocho eventos de
neutrinos muónicos candidatos. “Todavía estamos trabajando en la evaluación de
las incertidumbres sistemáticas en el fondo. Como resultado muy preliminar,
nuestra observación puede afirmarse en el nivel 5 sigma”, agrega [email
protected] el portavoz Giovanni De Lellis. EL [email protected] El detector se
instaló en el túnel LHC justo a tiempo para el inicio de LHC Run 3.
Hasta ahora, los experimentos con neutrinos solo han
estudiado neutrinos del espacio, la Tierra, reactores nucleares o experimentos
con objetivos fijos. Si bien los neutrinos astrofísicos son muy energéticos,
como los que puede detectar el experimento IceCube en el Polo Sur, los
neutrinos solares y de reactores generalmente tienen energías más bajas. Los
neutrinos en experimentos con objetivos fijos, como los del CERN Las zonas
norte y anteriormente oeste se encuentran en la región de energía de hasta unos
pocos cientos de gigaelectronvoltios (GeV). FASER y [email protected] reducirá
la brecha entre los neutrinos de objetivo fijo y los neutrinos astrofísicos,
cubriendo un rango de energía mucho más alto, entre unos pocos cientos de GeV y
varios TeV.
Uno de los temas de física inexplorados en los que
contribuirán es el estudio de neutrinos de alta energía de fuentes
astrofísicas. De hecho, el mecanismo de producción de neutrinos en el LHC, así
como su energía en el centro de masa, es el mismo que el de los neutrinos de
muy alta energía producidos durante las colisiones de los rayos cósmicos con la
atmósfera. Estos neutrinos «atmosféricos» proporcionan un telón de fondo para
la observación de neutrinos astrofísicos: las mediciones de FASER y [email
protected] se puede utilizar para estimar con precisión este ruido de fondo,
abriendo así el camino a la observación de neutrinos astrofísicos.
Otra aplicación de esta investigación es la medición
de la tasa de producción de los tres tipos de neutrinos. Los experimentos
probarán la universalidad de su mecanismo de interacción midiendo la proporción
de diferentes neutrinos. especies producido por el mismo tipo de partícula
madre. Esta será una prueba importante del Modelo Estándar en el sector de
neutrinos.
..
Comentarios
Publicar un comentario