Irvine, Kalifornia, 20 marca 2023 r. – Po raz pierwszy naukowy zespół kierowany przez fizyków z University of California w Irvine wykrył neutrina utworzone przez zderzacz cząstek. Odkrycie obiecuje pogłębić wiedzę naukowców na temat cząstek subatomowych, które zostały po raz pierwszy zauważone w 1956 roku i odgrywają kluczową rolę w procesie, który powoduje spalanie gwiazd.

Praca może również rzucić światło na kosmiczne neutrina, które pokonują duże odległości i zderzają się z Ziemią, zapewniając okno na odległe części wszechświata.

To najnowszy wynik eksperymentu Forward Search Experiment, czyli FASER, detektora cząstek zaprojektowanego i zbudowanego przez międzynarodową grupę fizyków i zainstalowanego w CERN, Europejskiej Radzie Badań Jądrowych w Genewie w Szwajcarii. Tam FASER wykrywa cząstki wytwarzane przez Wielki Zderzacz Hadronów w CERN-ie.

„Odkryliśmy neutrina z zupełnie nowego źródła – zderzacze cząstek – gdzie dwie wiązki cząstek zderzają się ze sobą z ekstremalnie wysoką energią” – powiedział Jonathan Feng, fizyk cząstek elementarnych z UC Irvine i współrzecznik FASER Collaboration, który zainicjował projekt, w którym bierze udział ponad 80 naukowców z UCI i 21 instytucji partnerskich.

Brian Petersen, fizyk cząstek elementarnych w CERN, ogłosił wyniki w niedzielę w imieniu FASER na 57. konferencji Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories we Włoszech.

Neutrina, które zostały wspólnie odkryte prawie 70 lat temu przez nieżyjącego już fizyka z UCI i laureata Nagrody Nobla Fredericka Reinesa, są najbardziej rozpowszechnionymi cząstkami w kosmosie i „były bardzo ważne dla ustanowienia standardowego modelu fizyki cząstek elementarnych” – powiedział współrzecznik FASER Jamie Boyd, fizyk cząstek elementarnych w CERN. „Ale żadne neutrino wytwarzane w zderzaczu nigdy nie zostało wykryte w eksperymencie”.

Od przełomowej pracy Reinesa i innych, takich jak Hank Sobel, profesor fizyki i astronomii UCI, większość neutrin badanych przez fizyków to neutrina niskoenergetyczne. Ale neutrina wykryte przez FASER mają najwyższą energię, jaką kiedykolwiek wyprodukowano w laboratorium i są podobne do neutrin znalezionych, gdy cząstki w przestrzeni kosmicznej wyzwalają dramatyczne deszcze cząstek w naszej atmosferze.

„Mogą nam powiedzieć o przestrzeni kosmicznej w sposób, którego inaczej nie moglibyśmy się dowiedzieć” — powiedział Boyd. „Te bardzo wysokoenergetyczne neutrina w LHC są ważne dla zrozumienia naprawdę ekscytujących obserwacji w astrofizyce cząstek elementarnych”.

Sam FASER jest nowy i wyjątkowy wśród eksperymentów z wykrywaniem cząstek. W przeciwieństwie do innych detektorów w CERN, takich jak ATLAS, który ma kilka pięter i waży tysiące ton, FASER waży około jednej tony i zgrabnie mieści się w małym bocznym tunelu w CERN. A zaprojektowanie i zbudowanie przy użyciu części zamiennych z innych eksperymentów zajęło tylko kilka lat.

„Neutrina są jedynymi znanymi cząstkami, których znacznie większe eksperymenty w Wielkim Zderzaczu Hadronów nie są w stanie bezpośrednio wykryć, więc udane obserwacje FASER oznaczają, że pełny potencjał fizyczny zderzacza jest wreszcie wykorzystywany” – powiedział fizyk eksperymentalny UCI, Dave Casper.

Poza neutrinami, jednym z innych głównych celów FASER jest pomoc w identyfikacji cząstek tworzących ciemną materię, która według fizyków zawiera większość materii we wszechświecie, ale której nigdy bezpośrednio nie zaobserwowali.

FASER nie znalazł jeszcze oznak ciemnej materii, ale LHC ma rozpocząć nową rundę zderzeń cząstek za kilka miesięcy, więc detektor jest gotowy do zarejestrowania każdego, kto się pojawi.

„Mamy nadzieję zobaczyć ekscytujące sygnały” — powiedział Boyd.

O kampanii Brilliant Future UCI: Kampania Brilliant Future, rozpoczęta publicznie 4 października 2019 r., ma na celu podniesienie świadomości i wsparcia dla UCI. Angażując 75 000 absolwentów i zdobywając 2 miliardy dolarów na inwestycje filantropijne, UCI stara się osiągnąć nowe wyżyny doskonałości w zakresie sukcesów uczniów, zdrowia i dobrego samopoczucia, badań i nie tylko. Szkoła Nauk Fizycznych odgrywa kluczową rolę w powodzeniu kampanii. Dowiedz się więcej odwiedzając

O Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine: Założona w 1965 roku, UCI jest członkiem prestiżowego Stowarzyszenia Uniwersytetów Amerykańskich i znajduje się wśród 10 najlepszych uniwersytetów publicznych w kraju według US News & World Report. Kampus wydał pięciu laureatów Nagrody Nobla i jest znany ze swoich osiągnięć akademickich, czołowych badań, innowacji i maskotki mrówkojady. Kierowany przez kanclerza Howarda Gillmana, UCI ma ponad 36 000 studentów i oferuje 224 programy studiów. Znajduje się w jednej z najbezpieczniejszych i najbardziej dynamicznych gospodarczo społeczności na świecie i jest drugim co do wielkości pracodawcą w hrabstwie Orange, wnosząc 7 miliardów dolarów rocznie do lokalnej gospodarki i 8 miliardów dolarów w całym stanie. Więcej informacji na temat UCI można znaleźć na stronie www.uci.edu.

Dostęp do mediów: Programy / stacje radiowe mogą za opłatą korzystać z linii ISDN na terenie kampusu w celu przeprowadzania wywiadów z wykładowcami i ekspertami UCI, pod warunkiem dostępności i zatwierdzenia przez uniwersytet. Aby uzyskać więcej wiadomości UCI, odwiedź news.uci.edu. Dodatkowe zasoby dla dziennikarzy można znaleźć na stronie communication.uci.edu/for-journalists.