发现“幽灵粒子”!欧洲大型强子机对撞 撞出新里程碑

【正见新闻网2021年12月03日】


大型强子对撞机。   图:翻摄自欧洲核研究组织

欧洲核研究组织(CERN)在大型强子对撞机(LHC)实验中探测到中微子,这是世界首例在对撞机上探测到中微子的研究,在粒子物理研究领域建立新的里程碑,这份研究 11 月 24 日刊登于《物理评论 D 刊》。

科学家认为中微子是目前最小的粒子,其质量只有电子的几十万分之一。由于中微子是电中性,质量小又轻,很少与其他粒子相互作用,所以很难被侦测到,被专家称为“幽灵粒子”。中微子无所不在,可以轻易穿过物体,科学家也预估每秒有数万、数亿个穿过人体。

科学家透过理论得知太阳会产生中微子,为了捕捉这个粒子,学界不断升级精密仪器,打造粒子碰撞设备。

研究小组在 2018 年进行“FASER”初步实验,制作出被命名为“FASER”的粒子探测器,并装在大型强子对撞机上探测中微子。科学家指出,原理就像底片摄影,探测器由铅板和钨板组成并以乳胶隔开,当微中子撞击金属中的原子核并产生其他粒子流过乳胶时,它们留下的痕迹便会像底片一样 ,通过分析能推测粒子讯息,例如粒子的能量。

研究组在实验当中发现“6 次候选中微子互动”,即 6 个微中子相互作用的痕迹,证明藉由仪器探测是可行的。


FASER模拟图。   图:翻摄自维基百科

加州大学尔湾分校物理学教授乔纳森·冯(Jonathan Feng)是研究成员之一,他针对研究结果表示:“在这个项目之前,从来没有在粒子对撞机内发现过中微子的信号。这是一项重要的突破,有助于进一步了解这些难以捉摸的粒子,以及它们在宇宙中所扮演的角色。”。

另一位主要研究成员物理学家大卫·卡斯帕(David Casper)指出:“这个新的探测器如此敏感,我们预计它正式安装在 LHC 上、明年开始新实验的时候,将可以捕获十万个以上中微子的互动信号。”

(newtalk )

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