การเรียกร้องชื่อเสียงของ Large Hadron Collider คือความบาคาร่าเว็บตรงสามารถในการเปิดเผยอนุภาคย่อยของอะตอมที่เข้าใจยาก แต่มีอนุภาคประเภทหนึ่งที่มันไม่เคยตรวจพบโดยตรง แม้ว่ามันจะผลิตออกมาอย่างมากมาย นิวตริโนอนุภาคมูลฐาน ขนาดเล็ก โต้ตอบเพียงเล็กน้อยกับสสารที่แล่นผ่านเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ของเครื่องเร่งอนุภาคโดยไม่มีใครสังเกตเห็น ( SN: 4/8/21 )
ในการทดลองพิสูจน์แนวคิด พบหลักฐานแรกสำหรับการโต้ตอบของนิวทริโนที่ LHC
นักวิจัยที่มีรายงานการทำงานร่วมกันของ FASER วันที่ 13 พฤษภาคมที่ arXiv.org เทคนิคนี้สามารถเปิดหน้าต่างให้นิวตริโนมีพลังงานซึ่งปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคไม่ค่อยเข้าใจ
เป็นภาพแรกของนิวตริโนที่ผลิตในเครื่องชนอนุภาค ซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคชนิดหนึ่งที่ทุบลำอนุภาคเข้าด้วยกัน นักฟิสิกส์ตรวจพบนิวตริโนจากเครื่องเร่งอนุภาคโดยการทุบลำแสงอนุภาคเข้าไปในเป้าหมายที่อยู่นิ่ง แต่ไม่เกิดการชน การมองหานิวตริโนในการชนกันของอนุภาคช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบพลังงานที่สูงขึ้นได้ แต่ก็ทำให้การศึกษานิวตริโนยากขึ้นด้วย
นักวิจัยได้ใช้เครื่องตรวจจับที่มีฟิล์มคล้ายกับที่ใช้ในฟิล์มถ่ายภาพเพื่อจับนิวตริโนที่มีปฏิสัมพันธ์กัน เมื่ออนุภาคที่มีประจุผ่านฟิล์ม จะทิ้งรอยตามรอยที่มันเคยไป นิวตริโนซึ่งไม่มีประจุไฟฟ้า ไม่ทิ้งรอยทางไว้ในเครื่องตรวจจับ แต่เมื่อนิวตริโนมีปฏิสัมพันธ์กับสสารภายในเครื่องตรวจจับ จะทำให้เกิดอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าพุ่งออกมาซึ่งชี้ไปที่นิวตริโนเป็นแหล่งของพวกมัน
นักวิจัยวางเครื่องตรวจจับของพวกเขาไว้ในบริเวณที่นิวตริโนทะลุผ่านขณะที่พวกมันพุ่ง
ไปข้างหน้าจากการชนกันของอนุภาคในเครื่องตรวจจับ ATLAS ของ LHC หลังจากประเมินจำนวนการตรวจจับที่อาจเกิดจากอนุภาคอื่นๆ ที่สามารถเลียนแบบนิวตริโนได้ นักวิจัยรายงานว่าพวกมันจับปฏิกิริยาของนิวตริโนได้ประมาณหกครั้ง
LHC ซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับเจนีวาได้ปิดตัวลงเพื่ออัปเกรดตั้งแต่ปี 2018 การทดสอบนี้ดำเนินการไม่นานก่อนการปิดตัวลง ซึ่งทำหน้าที่เป็นการทดสอบสำหรับการทดลองในอนาคตที่เรียกว่า FASERν ซึ่งจะเริ่มขึ้นเมื่อ LHC รีสตาร์ทในปี 2022 FASERν คาดว่าจะสามารถตรวจจับนิวตริโนได้ประมาณ 10,000 นิวตริโนในช่วงระยะเวลาถัดไปของการดำเนินการ LHC ตั้งแต่ปี 2565 ถึง พ.ศ. 2567
ด้วย FASERν นักวิจัยจะวัดส่วนตัดขวางของนิวตริโน ซึ่งเป็นการวัดว่าอนุภาคจะมีปฏิกิริยากับวัสดุมากน้อยเพียงใด นั่นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวัดค่านิวตริโนด้วยวิธีอื่นๆ ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์สามารถเรียนรู้เกี่ยวกับการผลิตนิวตริโนที่มีพลังในดาวระเบิดและแหล่งกำเนิดจักรวาลอื่นๆ โดยการตรวจจับพวกมันบนโลก แต่ในการพิจารณาว่านิวตริโนดังกล่าวแพร่หลายมากเพียงใด นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องรู้ว่านิวตริโนเหล่านั้นมีแนวโน้มที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับเครื่องตรวจจับมากน้อยเพียงใด
ภาพตัดขวางขึ้นอยู่กับพลังงานของอนุภาค และที่ LHC “เราสามารถศึกษาช่วงพลังงานที่เรายังไม่ได้ศึกษา” นักฟิสิกส์อนุภาค Tomoko Ariga จาก Kyushu University ในเมืองฟุกุโอกะ ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นสมาชิกของความร่วมมือ FASER กล่าว
ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะพบนิวตริโนที่ LHC นักฟิสิกส์อนุภาค Deborah Harris จากมหาวิทยาลัยยอร์กในโตรอนโตและ Fermilab ในเมือง Batavia รัฐอิลลินอยส์กล่าวว่า “นี่ไม่ใช่ผลลัพธ์ที่ทำให้โลกแตกสลาย” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว แต่กลับแสดงให้เห็นว่าสามารถตรวจจับนิวตริโนที่ LHC ได้ “ความคิดนี้ไม่ได้บ้าไปเลย” เธอกล่าวบาคาร่าเว็บตรง
