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

探索物理学的黑暗事务：大型强子对撞机进入未知领域

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

三年改造后，大型强子对撞机再出发

三年改造后，大型强子对撞机再出发在大型强子对撞机2018-22年关闭期间，ALICE实验中的探测器进行了改造。对新物理学的追寻再度开启。世界上最强大的粉碎高能粒子机器，大型强子对撞机（LHC），在关闭三年多后重新启动。在日内瓦附近的欧洲核子研究中心CERN，质子束再次在其27公里的环路中呼啸而过。7月，物理学家们启动了实验，观察粒子束的对撞。在2009-13年和2015-18年的前两个阶段，LHC探索了现在已知的物理世界。所有这些工作——包括2012年希格斯玻色子的成功发现——再次确定了物理学家目前对塑造宇宙的粒子和力的最佳描述：标准模型。但是，科学家们筛选了以千兆计的高能对撞的碎片，还是没有找到任何令人惊讶的新粒子或其他完全未知的东西的证据。这一次可能会有所不同。迄今为止，LHC的建造成本为92亿美元，其中包括最新的升级：第三版包含更多的数据、更好的探测器和寻找新物理的创新方法。更重要的是，科学家们会从一个诱人的反常结果清单（比上次运行开始时更多）开始，其中藏着寻找标准模型之外粒子的方向。...来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

大型强子对撞机实验探测到首个"人造"中微子

大型强子对撞机实验探测到首个"人造"中微子生物工程教授詹继勋和他的研究生任杰、CalebBarton最近发表了一篇关于工程化生产多酚O-糖苷的综合性综述文章，通过微生物发酵使这些多酚化合物保持稳定和可溶性。该研究最近发表在《生物技术进展》（BiotechnologyAdvances）杂志上。多酚对人体有许多不同的作用，可用于开发潜在的药物和保健品。它们还具有天然防腐特性，可以保护我们的身体组织免受有害物质的损害。遗憾的是，水溶性差和生物利用率低限制了它们对健康的益处，但通过附着糖分子，现在研究人员可以使它们更易溶于水且更加稳定。图片来源：MattJensen/犹他州立大学这一过程被称为糖基化。研究人员正在使用细菌发酵等新方法来改变多酚的糖结构和糖基化模式。通过研究糖类生物合成所涉及的酶和过程，现在有可能开发出更有效的糖类药物。詹的文章总结了自然界中发现的不同酚醛糖苷及其生产方法。詹说："通过探索这些化合物在细菌中产生的机制，并提供操纵糖类生物合成的方法，我们可以创造出有用的药物，改善人们的生活。"目前已开发出多种在实验室中生产多酚苷的方法，但大多数仍处于小规模生产阶段。未来的研究将侧重于提高生产过程的效率，包括优化发酵条件和寻找更好的化合物运输方式。"多酚苷是有价值的化合物，对健康有多种益处。利用微生物以可控和具有成本效益的方式生产这些化合物有望实现大规模生产，"Zhan说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380131.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380131.htm

希格斯玻色子揭开了新的秘密：大型强子对撞机检测到罕见的衰变现象

希格斯玻色子揭开了新的秘密：大型强子对撞机检测到罕见的衰变现象2012年在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）上发现希格斯玻色子，标志着粒子物理学的一个重要里程碑。从那时起，ATLAS和CMS合作机构一直在努力研究这一独特粒子的特性，并寻找确定其产生和衰变为其他粒子的不同方式。在上周举行的大型强子对撞机物理学（LHCP）会议上，ATLAS和CMS报告了他们如何联手找到希格斯玻色子衰变为Z玻色子（弱力的电中性载体）和光子（电磁力的载体）这一罕见过程的第一个证据。这种希格斯玻色子的衰变可以为超出粒子物理学标准模型预测的粒子的存在提供间接证据。希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的过程与衰变为两个光子的过程相似。在这些过程中，希格斯玻色子并不直接衰变成这些粒子对。相反，这些衰变是通过"虚拟"粒子的中间"循环"进行的，这些粒子突然出现又突然消失，无法直接探测到。这些虚拟粒子可能包括新的、尚未发现的、与希格斯玻色子相互作用的粒子。来自ATLAS（左）和CMS（右）的希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的候选事件，其中Z玻色子衰变为一对μ子。资料来源：欧洲核子研究中心标准模型预测，如果希格斯玻色子的质量约为1250亿电子伏特，大约0.15%的希格斯玻色子将衰变为Z玻色子和光子。但是一些扩展了标准模型的理论预测了一个不同的衰变率。因此，测量衰变率为标准模型之外的物理学和希格斯玻色子的性质提供了宝贵的见解。以前，利用来自LHC的质子-质子对撞的数据，ATLAS和CMS独立地对希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子进行了广泛的搜索。两次搜索都使用了类似的策略，通过Z玻色子衰变为成对的电子或μ介子--更重的电子--来确定Z玻色子。这些Z玻色子的衰变发生在大约6.6%的情况下。在这些搜索中，与这种希格斯玻色子衰变相关的碰撞事件（信号）将被识别为一个狭窄的峰值，在衰变产物的综合质量分布中，在一个平滑的事件背景上。为了提高对该衰变的敏感性，ATLAS和CMS利用希格斯玻色子产生的最常见模式，并根据这些生产过程的特点对事件进行分类。他们还使用先进的机器学习技术来进一步区分信号和背景事件。在一项新的研究中，ATLAS和CMS现在已经联合起来，最大限度地提高了他们的搜索结果。通过结合两个实验在LHC第二次运行期间（发生在2015年至2018年）收集的数据集，这两个合作机构大大提高了其搜索的统计精度和范围。这一合作努力带来了希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的第一个证据。该结果的统计学意义为3.4个标准差，低于声称观察到的5个标准差的常规要求。测量的信号率比标准模型的预测值高出1.9个标准差。"每个粒子都与希格斯玻色子有特殊的关系，这使得搜索罕见的希格斯衰变成为一个高度优先事项，"ATLAS物理学协调员帕梅拉-法拉利说。"通过对ATLAS和CMS的单个结果的精心组合，我们朝着解开希格斯玻色子的又一个谜团迈出了一步。""新粒子的存在可能对罕见的希格斯衰变模式产生非常重大的影响，"CMS物理学协调员弗洛伦西亚-卡内利说。"这项研究是对标准模型的一个强有力的测试。随着正在进行的大型强子对撞机的第三次运行和未来的高亮度大型强子对撞机，我们将能够提高这一测试的精度，并探测更罕见的希格斯衰变。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362157.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362157.htm

大型强子对撞机需要一个新的数据库系统 以支持其耗费数PB空间的实验

大型强子对撞机需要一个新的数据库系统以支持其耗费数PB空间的实验欧洲核子研究中心最近不得不升级其后台IT系统，为大型强子对撞机新的实验阶段（大型强子对撞机运行3）做准备。预计到2025年底，该阶段每天将产生1PB的数据。以前的数据库系统已不足以处理对撞机主要实验（如CMS）产生的"高基数"数据。紧凑渺子螺线管（CMS）是大型强子对撞机的通用探测器，拥有广泛的物理学计划。它包括对标准模型（包括希格斯玻色子）的研究，以及对可能构成暗物质的额外维度和粒子的搜索。欧洲核子研究中心称该实验是历史上规模最大的科学合作项目之一，有来自54个不同国家241个机构的约5500人参与。从2018年到2022年，CMS和其他大型强子对撞机实验经历了一个重要的升级阶段，现在已准备好在为期三年的"运行阶段3"数据收集期间恢复亚原子粒子的对撞。在关闭期间，欧洲核子研究中心的专家还对支持CMS的探测器系统和计算基础设施进行了大幅升级。与CMS合作的科学家BrijKishorJashal提到，他的团队在30天内收集了30TB的数据，以监测基础设施的性能。他解释说，这一阶段的操作会产生更高的光度，导致数据量大幅增加。以前的后端监控系统依赖于开源时间序列数据库（TSDB）InfluxDB和监控数据库Prometheus，后者利用压缩算法来有效处理这些数据。然而，InfluxDB和Prometheus遇到了性能、可扩展性和可靠性问题，尤其是在处理高基数数据时。高基数性指的是重复值的普遍性以及在新实例中多次重新部署应用程序的能力。为了应对这些挑战，CMS监控团队选择用VictoriaMetricsTSDB数据库取代InfluxDB和Prometheus。现在，VictoriaMetrics既是CMS的后端存储，也是CMS的监控系统，有效解决了以前遇到的基数问题。Jashal指出，CMS团队目前对集群和服务的性能感到满意。虽然在可扩展性方面仍有空间，但这些服务正在CMS专用Kubernetes集群内以"高可用性模式"运行，以提供更高的可靠性保证。欧洲核子研究中心的数据中心依赖于OpenStack服务，该服务在一个由坚固耐用的x86机器组成的集群上运行。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385081.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385081.htm