Los neutrinos, las partículas más elusivas conocidas, finalmente están siendo detectados en los aceleradores de partículas más poderosos del mundo. Los neutrinos son extremadamente ligeros y no tienen carga, por lo que rara vez interactúan. Estudiar el producido en un acelerador tan poderoso traerá nuevos conocimientos sobre su naturaleza.
La detección, presentada en la revista Physical Review D, representa las primeras observaciones de tales neutrinos en un acelerador de partículas. El detector llamado FASER detectó solo seis de estas partículas durante su prueba piloto en 2018.
“Antes de este proyecto, nunca se había visto ningún signo de neutrinos en un colisionador de partículas”, dijo en un comunicado el coautor del artículo, Jonathan Feng, profesor distinguido de física y astronomía de la UCI y colíder de la colaboración FASER. “Este avance significativo es un paso hacia el desarrollo de una comprensión más profunda de estas escurridizas partículas y el papel que desempeñan en el universo”.
El detector está ubicado cerca del experimento ATLAS, uno de los cuatro detectores principales del Gran Colisionador de Hadrones. Está alojado en un túnel más antiguo utilizado para inyectar haces en los aceleradores de partículas anteriores en el sitio, y es donde se envía un haz de neutrones intenso y altamente colimado. Entonces, encontrar estos seis neutrinos le ha enseñado al equipo dos cosas cruciales.
“Primero, verificó que la posición adelante del punto de interacción ATLAS en el LHC es la ubicación correcta para detectar neutrinos colisionadores”, dijo Feng. “En segundo lugar, nuestros esfuerzos demostraron la eficacia de utilizar un detector de emulsión para observar este tipo de interacciones de neutrinos”.
El detector piloto pesaba 29 kilogramos (64 libras) pero el siguiente, llamado FASERnu, será de casi 1.100 kilos (2.400 libras). Cuando esté en línea en 2022, el equipo espera detectar 10,000 neutrinos. Estas serán las tres versiones, técnicamente llamadas sabores, neutrino electrónico, neutrino muón y neutrino tau, así como todas sus contrapartes antimateria.
“Habiendo verificado la efectividad del enfoque del detector de emulsión para observar las interacciones de los neutrinos producidos en un colisionador de partículas, el equipo de FASER ahora está preparando una nueva serie de experimentos con un instrumento completo que es mucho más grande y significativamente más sensible”, dijo Feng.
El equipo está particularmente entusiasmado con la detección de neutrinos tau, que hasta ahora solo se han detectado unas diez veces. Este instrumento debería agregar algunas docenas de detecciones más durante los próximos tres años. También existe la posibilidad de que FASERnu detecte algo que no está en nuestro conocimiento actual de la física, como un fotón oscuro. Tendremos que esperar y ver.
Con información de IFL Science
