物理学家首次探测到由粒子对撞机制造的亚原子中微子

物理学家首次探测到由粒子对撞机制造的亚原子中微子这种粒子在1956年首次被发现,并在使恒星燃烧的过程中发挥了关键作用。这一发现有望帮助物理学家了解宇宙中最丰富的粒子的性质。这项工作还可以揭示出宇宙中微子的情况,这些中微子会长途跋涉并与地球发生碰撞,为了解宇宙的遥远部分提供了一个窗口。这是"前向搜索实验"(FASER)的最新成果,这是一个由国际物理学家小组设计和建造的粒子探测器,安装在瑞士日内瓦的欧洲核子研究理事会(CERN)。在那里,FASER检测由欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生的粒子。加州大学欧文分校粒子物理学家和FASER合作项目共同发言人乔纳森-冯(JonathanFeng)说:"我们从一个全新的来源--粒子对撞机当中发现了中微子,在那里你有两束粒子以极高的能量砸在一起。"他发起了这个项目,UCI和21个合作机构的80多名研究人员参与其中。FASER粒子探测器位于欧洲核子研究中心大型强子对撞机的地下深处,大部分是用欧洲核子研究中心其他实验的备件建造的。信用:照片由欧洲核子研究中心提供欧洲核子研究中心的粒子物理学家布莱恩-彼得森周日代表FASER在意大利举行的第57届RencontresdeMoriond弱电相互作用和统一理论会议上宣布了这些结果。中微子是由已故UCI物理学家和诺贝尔奖得主FrederickReines在近70年前共同发现的,是宇宙中最丰富的粒子,"对建立粒子物理学的标准模型非常重要,"FASER联合发言人JamieBoyd说。"但是在对撞机上产生的中微子从未被实验所探测到。"自从Reines和UCI物理学和天文学教授HankSobel等人的开创性工作以来,物理学家研究的大多数中微子都是低能量的中微子。但是FASER检测到的中微子是在实验室中产生的最高能量的中微子,与深空粒子在我们的大气层中引发巨大的粒子雨时发现的中微子相似。Boyd说:"它们能以我们无法了解的方式告诉我们关于深空的情况。大型强子对撞机中的这些非常高能量的中微子对于理解粒子天体物理学中真正令人兴奋的观察结果非常重要。"FASER本身在粒子探测实验中是新的和独特的。与欧洲核子研究中心的其他探测器相比,如ATLAS,它有几层楼高,重达数千吨,而FASER大约只有一吨,可以整齐地放在欧洲核子研究中心的一个小侧隧道内。而且,它只花了几年时间就利用其他实验的备件进行设计和建造。UCI实验物理学家戴夫-卡斯帕说:"中微子是大型强子对撞机上更大的实验无法直接探测到的唯一已知粒子,所以FASER的成功观测意味着对撞机的全部物理学潜力终于被开发出来了。"除了中微子,FASER的另一个主要目标是帮助识别构成暗物质的粒子,物理学家认为暗物质包括宇宙中的大部分物质,但他们从未直接观察到。FASER尚未发现暗物质的迹象,但随着大型强子对撞机将在几个月后开始新一轮的粒子对撞,该探测器已经准备好记录任何出现的暗物质。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350507.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1350507.htm

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欧洲核子研究中心悼念发现“上帝粒子”的关键物理学家彼得·希格斯2008年,彼得-希格斯在CMS探测器前。图片来源:MaximilienBrice/欧洲核子研究中心希格斯玻色子于2012年在欧洲核子研究中心被发现,这是粒子物理学标准模型(SM)的最高成就--这一非凡的理论从最基本的层面解释了可见宇宙。希格斯与罗伯特-布鲁特和弗朗索瓦-恩格勒特一起,在一代物理学家的工作基础上,假设了布鲁特-恩格勒特-希格斯(BEH)场的存在。在已知的基本场中,BEH场是唯一一个在整个宇宙中"开启"的场,而不是忽隐忽现和保持局部性的场。由于基本粒子(如电子和夸克)与无处不在的BEH场之间的相互作用,BEH场的存在使得物质得以在宇宙大爆炸后约10-11秒的早期宇宙中形成。2013年,希格斯和恩格勒特因上述成就获得诺贝尔物理学奖。欧洲核子研究中心总干事法比奥拉-贾诺蒂说:"彼得除了对粒子物理学做出杰出贡献外,他还是一个非常特别的人,对全世界的物理学家来说,他是一个鼓舞人心的人物,一个难得的谦虚的人,一个伟大的教师,一个用非常简单而深刻的方式解释物理学的人。欧洲核子研究中心的一段重要历史和成就都与他有关。我感到非常悲痛,我会非常想念他。"彼得-希格斯的科学遗产将远远超出目前的发现范围。希格斯玻色子--他第一个确定的BEH场的可观测"激发"--与基础物理学中一些最有趣、最关键的悬而未决问题有关。因此,这个仍然相当神秘的粒子是通往SM以外物理学的一个独一无二的门户。自2012年发现它以来,ATLAS和CMS合作小组已经在约束它的特性方面取得了令人瞩目的进展--这项艰苦的科学研究将在未来几十年里成为大型强子对撞机、高亮度大型强子对撞机和未来对撞机研究的核心板块,有望洞察基础科学中的许多未解之谜。相关文章:诺贝尔物理学奖得主彼得·希格斯逝世享年94岁这个最神秘粒子的命名承载了诸多美国物理学家的怨念...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427647.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1427647.htm

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探索物理学的黑暗事务:大型强子对撞机进入未知领域FASER合作组织在其测量活动中首次观测到了在大型强子对撞机(LHC)上产生的中微子,其统计意义超过了粒子物理学中的发现门槛。该观测包括μ介子中微子和电子中微子的候选事件。此外,该合作项目还展示了对暗光子的搜索结果,这使得由暗物质激发的区域被排除在外。FASER旨在收集更多的数据,以便进行更多的搜索和中微子测量。在大型强子对撞机上对质子对撞产生的中微子进行探测,可以促进对来自天体物理源的高能中微子的研究,并检验不同中微子种类的相互作用机制的普遍性。在大型强子对撞机第3次运行和测量活动开始后的短短9个月内,FASER合作组织改变了这一局面,在今年的莫里昂会议的弱电会议上宣布了它对对撞机中微子的首次观测。特别是,FASER观察到μ介子中微子和电子中微子的候选事件。FASER的联合发言人杰米-博伊德解释说:"我们的统计意义大约是16西格玛,远远超过了5西格玛,这是粒子物理学中发现的门槛。"除了在粒子对撞机上对中微子的观测外,FASER还展示了对暗光子的搜索结果。通过一个空的结果,该合作项目能够对以前未曾探索过的参数空间设定限制,并开始排除由暗物质激发的区域。FASER的目标是在未来几年内收集多达10倍的数据,以便进行更多的搜索和中微子测量。FASER(顶部)和[email protected](底部)探测器。资料来源:CERNFASER是位于ATLAS洞穴两侧的两个新实验之一,用于探测ATLAS中质子对撞产生的中微子。补充实验[email protected]也在Moriond报告了它的第一个结果,显示了八个μ介子中微子候选事件。"我们仍在努力评估对背景的系统不确定性。作为一个非常初步的结果,我们的观测可以在5西格玛的水平上,"[email protected]发言人GiovanniDeLellis补充说。[email protected]探测器被安装在LHC隧道中,正好赶上LHCRun3运行阶段的开始。到目前为止,中微子实验只研究来自太空、地球、核反应堆或固定目标实验的中微子。虽然天体物理学的中微子能量很高,比如那些可以被南极的冰立方实验检测到的中微子,但太阳和反应堆的中微子通常能量较低。固定目标实验的中微子,如欧洲核子研究中心北区和前西区的中微子,其能量区域最高为几百千兆电子伏(GeV)。FASER和[email protected]将缩小固定目标中微子与天体物理中微子之间的差距,覆盖更高的能量范围--几百GeV到几TeV之间。研究人员正在参与的未探索的物理学课题是研究来自天体物理源的高能中微子。事实上,LHC中微子的产生机制,以及它们的质心能量,与宇宙射线与大气碰撞产生的超高能中微子是一样的。那些"大气层"中微子构成了观测天体物理中微子的背景:FASER和[email protected]的测量可以用来精确估计该背景,从而为观测天体物理中微子铺平道路。这些搜索的另一个应用是测量所有三种类型中微子的产生率。这些实验将通过测量由同一类型的母粒子产生的不同中微子种类的比率来检验其相互作用机制的普遍性。这将是对标准模型在中微子领域的一个重要测试。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352637.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1352637.htm

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物理学家观测到“不可观测”的量子相变1935年,两位当时最著名的物理学家爱因斯坦和薛定谔就现实本质产生了争论。爱因斯坦认为宇宙是局域性的,一个地方发生的事情不会立即影响遥远的另一个地方。薛定谔认为量子纠缠与局域性的假设相悖。当一对粒子发生纠缠时,测量其中一个粒子会立即影响到另一个粒子,无论它身在何处。这违背了爱因斯坦关于传播速度无法超越光速的铁令。爱因斯坦不喜欢不受范围限制的纠缠,他将其称之为幽灵,认为量子力学理论是不完整的。今天的物理学家基本上解决了该问题,纠缠不会在遥远的地方产生立即的影响,它无法在遥远距离上实现特定结果:它只是传播该结果的知识。过去几年一系列的理论和实验研究揭示了纠缠的新面孔:它不是成对出现,而是以粒子星图的形式出现。纠缠通过一组粒子自然传播,建立了一个复杂的临时网。如果你测量粒子的频率足够多,你能阻止网的形成。这种网状非网状的状态令人想起物质的液态固态。网状与非网状的转变代表着信息结构的变化,这是信息的相变。来源,频道:@kejiqu群组:@kejiquchat

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