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欧洲核子研究组织(CERN)批准了新的大型强子对撞机实验

CERN 大型强子对撞机 粒子加速器
发布:2021-04-28 15:16:53     来源:CERN


 
SND @ LHC将位于ATLAS探测器下游480米处的一条未使用的隧道(TI18)中,该隧道将LHC连接到超级质子同步加速器(SPS)。 图片:Antonia Di Crescenzo / SND @ LHC)

世界上最大,功能最强大的粒子加速器正在进行新的实验。2021年3月,CERN研究委员会批准了大型强子对撞机的第九个实验:SND @ LHC,或LHC的散射和中微子探测器。该实验旨在检测和研究中微子,类似于电子但没有电荷且质量非常低的粒子,该实验将补充并扩展其他LHC实验的物理范围。

SND @ LHC特别是对FASER实验中微子子探测器FASERν的补充,FASERν是最近在LHC隧道中安装的。中微子的来源很多,但它们仍然是宇宙中最神秘的基本粒子。FASERν和SND @ LHC将首次测量在粒子对撞机上产生的中微子,因此有可能开启中微子物理学的新领域。

SND @ LHC是一种紧凑的设备,由中微子靶组成,其下游是检测中微子与靶相互作用时产生的μ子(电子的重表亲)的装置。该靶材是由与乳剂薄膜和电子跟踪装置交错的钨极板制成的。乳胶膜揭示了在中微子相互作用中产生的颗粒的轨迹,而电子跟踪设备为这些轨迹提供了时间戳。跟踪设备与μ子检测器一起还可以测量中微子的能量。

像FASERν一样,SND @ LHC将能够检测所有类型的中微子-电子中微子,介子中微子和tau中微子。与位于ATLAS探测器一侧并沿LHC的光束线(对撞机中的粒子束行进的线)的FASERν不同,SND @ LHC的位置将略微远离光束线,位于ATLAS的另一侧。此位置将使SND @ LHC能够检测相对于束线成小角度但比FASERν覆盖的中微子产生的中微子。

“ SND @ LHC将覆盖的角度范围目前尚未开发,” SND @ LHC发言人Giovanni De Lellis说。“而且由于在此范围内产生的中微子大部分来自重夸克制成的粒子的衰变,因此这些中微子可用于研究其他LHC实验无法达到的角度范围内的重夸克粒子产生。 ”

此外,SND @ LHC还将能够搜索新的粒子-相互作用极弱的粒子,这是粒子物理学的标准模型无法预测的,并且可以组成暗物质。

SND @ LHC将安装在一条未使用的隧道中,该隧道将在2021年将LHC链接到超级质子同步加速器,并且有望在2022年LHC再次启动时开始获取数据。

 
SND @ LHC实验由中微子的乳剂/钨靶(黄色)和电子跟踪装置(灰色)交错而成,下游是检测器(棕色)以识别μ子并测量中微子的能量。图片:安东尼奥·克鲁帕诺(Antonio Crupano)/ SND @ LHC)
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