La colaboración FASER realizó la primera observación de neutrinos producidos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) durante una campaña de medición, con significación estadística más allá del umbral de detección en física de partículas. La observación incluye eventos de neutrinos muónicos y de neutrinos electrónicos candidatos. Además, la colaboración presentó los resultados de la búsqueda de fotones oscuros, que permitieron excluir regiones impulsadas por materia oscura. FASER tiene como objetivo recopilar más datos para permitir más búsquedas y mediciones de neutrinos. La detección de neutrinos producidos por colisiones de protones en el Gran Colisionador de Hadrones podría contribuir al estudio de neutrinos de alta energía de fuentes astrofísicas y probar la universalidad del mecanismo de interacción de diferentes tipos 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 en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), todavía no se han detectado neutrinos producidos de esta manera. Tan solo nueve meses después de iniciar LHC Run 3 y el comienzo de su campaña de medición, el más rápido La colaboración cambió esta imagen al anunciar su primera observación de neutrinos en colisión en la Sesión Electrodébil de este año para Rencontres de Moriond. En particular, FASER observó eventos de neutrinos muónicos y de neutrinos electrónicos candidatos. «Nuestra significación estadística es de aproximadamente 16 sigma, que está muy por encima 5sigmaumbral de descubrimiento en la física de partículas», explica el portavoz de física Jamie Boyd.

Además de su observación de neutrinos en el colisionador de partículas, FASER presentó los resultados de la búsqueda de fotones oscuros. Con un resultado nulo, la colaboración pudo imponer restricciones en el espacio de parámetros previamente inexplorado y comenzó a descartar regiones impulsadas por la materia oscura. FASER tiene como objetivo recopilar hasta diez veces más datos en los próximos años, lo que permitirá realizar más búsquedas y mediciones de neutrinos.

FASER (arriba) f [email protected] (Abajo) Detectores. Crédito: CERN

FASER es uno de los dos nuevos experimentos ubicados a ambos lados de una caverna de ATLAS para detectar neutrinos producidos por colisiones de protones en ATLAS. experiencia complementaria [email protected], también anunció sus primeros resultados de Moriond, que muestran ocho eventos de neutrinos muónicos candidatos. Todavía estamos trabajando en la evaluación de las incertidumbres de fondo sistémicas. Como resultado muy preliminar, nuestra observación puede afirmarse en el nivel 5 sigma», agrega. [email protected] Portavoz Giovanni de Lellis. el [email protected] El detector se instaló en el túnel del LHC justo a tiempo para el inicio del LHC Run 3.

Hasta ahora, los experimentos con neutrinos han examinado neutrinos provenientes del espacio, la Tierra, reactores nucleares o experimentos con objetivos estacionarios. Mientras que los neutrinos astrofísicos son de alta energía, como los detectados por el experimento IceCube en el Polo Sur, los neutrinos solares y de reactores en general tienen energías más bajas. Los neutrinos en experimentos con objetivos estacionarios, como los de CERN Las antiguas regiones norte y oeste se encuentran en la región de energía de unos pocos cientos de gigaelectronvoltios (GeV). Más rápido f [email protected] Reducirá la brecha entre los neutrinos objetivo fijos 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 Gran Colisionador de Hadrones, además de su energía en el centro de masa, es el mismo que el de los neutrinos de alta energía producidos por colisiones de rayos cósmicos con la atmósfera. Estos neutrinos «atmosféricos» forman un trasfondo para las observaciones de neutrinos astrofísicos: mediciones por FASER y [email protected] Se pueden usar para estimar con precisión este fondo, allanando el camino para las observaciones astrofísicas de neutrinos.

Otra aplicación de estas búsquedas es medir la velocidad a la que se producen los tres tipos de neutrinos. Los experimentos globales probarán el mecanismo de su interacción midiendo la proporción de diferentes neutrinos.[{» attribute=»»>صِنف ينتج عن نفس النوع من الجسيمات الأم. سيكون هذا اختبارًا مهمًا للنموذج القياسي في قطاع النيوترينو.