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欧核中心新探测器有望捕获中微子

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欧核中心新探测器有望捕获中微子



对撞机会产生大量中微子， 但这些中微子从未被探测到， 现在这一局面将发生改变 。 据欧洲核子研究中心（CERN）官网17日报道， CERN“向前搜索实验”（FASER）的新探测器FASERν最近获批， 它将安装在该实验主探测器前端， 有望探测到对撞产生的中微子， 开启中微子物理学新纪元 。
自1956年在核反应堆内首次观测到中微子以来， 科学家已从太阳、大气及地球等诸多来源探测到中微子， 但遗憾的是从未在粒子对撞机内检测到 。 大多数对撞机内的中微子能量极高， 而我们对高能中微子的相互作用所知甚少， 因此， 在对撞机内产生的中微子或能为中微子研究带来新启示 。
FASER于今年初获批， 旨在搜索光和弱相互作用粒子（如暗光子等） 。 FASER将位于大型强子对撞机（LHC）内超环面仪器实验（ATLAS）下游约480米处， 这是探测中微子的理想位置， 但该实验主检测器无法探测中微子 。
FASER实验共同发言人杰米·博伊德解释说：“由于中微子与物质的相互作用非常微弱， 因此， 我们需要一个包含大量物质的标靶才能成功探测到它们 。 FASER主探测器没有这样的标靶， 无法探测到中微子 。 FASERν恰好可以‘大显身手’ 。 它由乳胶薄膜和钨板组成， 可充当标靶和检测器， 观察中微子的相互作用 。 ”
FASERν长1.35米、宽25厘米、高25厘米， 重1.2吨， 远小于目前主要的中微子探测器——日本“超级神冈”探测器重5万吨；南极“冰立方”探测器的体积达到1立方千米 。
FASER合作组估计， FASERν在运行期间可探测到2万多个中微子 。 这些中微子的平均能量介于600吉电子伏特（GeV）到1太电子伏特（TeV）之间 。 中微子共有3种类型：电子中微子、μ子中微子和τ子中微子 。 合作组预计可探测到这3种中微子的数量分别为1300个、2万个和20个 。
博伊德说：“这些将是能量最高的人造中微子， 在LHC内探测到并研究它们是粒子物理学的一个里程碑， 使研究人员能在中微子物理学领域进行互补测量 。 FASERν还将为未来的对撞机中微子计划铺平道路， 这些计划得到的结果将为建造更大中微子探测器提供参考 。 ”
【欧核中心新探测器有望捕获中微子】据悉， LHC计划于2021年5月重启， FASERν探测器将于此次重启前安装， 并在LHC本次运行期间收集数据 。

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