欧核中心新探测器有望捕获中微子

科技日报北京讯，对撞机产生的中微子探测即将掀起新的篇章。长久以来，尽管中微子在多个来源中已被探测到，包括太阳、大气和地球，但在粒子对撞机内的探测一直是个难题。欧洲核子研究中心（CERN）的突破性工作正在改变这一局面。

据CERN官网报道，其“向前搜索实验”（FASER）新探测器FASERν已经获批，并即将安装于实验主探测器前端。这一探测器是中微子探测领域的一项重大创新，有望开启中微子物理学的新纪元。

自1956年首次在核反应堆内观测到中微子以来，科学家们对中微子的研究一直充满挑战。大多数对撞机产生的中微子拥有极高的能量，然而关于高能中微子的相互作用，我们的了解仍然有限。在粒子对撞机内部探测到的中微子可能会为中微子研究带来全新的启示。

FASER实验位于大型强子对撞机（LHC）内的一个独特位置，旨在搜索光和弱相互作用粒子。共同发言人杰米·博伊德解释，由于中微子与物质的相互作用非常微弱，需要一个包含大量物质的标靶才能成功探测到它们。FASERν的探测器设计正好满足这一需求，它由乳胶薄膜和钨板组成，既可以作为标靶观察中微子的相互作用，同时充当检测器。

相较于其他大型中微子探测器，如日本的“超级神冈”探测器或南极的“冰立方”探测器，FASERν的体积虽小，但其功效并不逊色。FASER合作组估计，在运行期间，FASERν有望探测到超过2万个中微子。这些中微子的能量介于600吉电子伏特（GeV）到1太电子伏特（TeV）之间，包括电子中微子、μ子中微子和τ子中微子三种类型。

随着2021年5月LHC的重启，FASERν探测器将在此之前安装完毕，并在本次运行期间开始收集数据。博伊德表示，这些将是能量最高的人造中微子，在LHC内探测并研究它们是粒子物理学的一个里程碑，将为未来的对撞机中微子计划铺平道路。这一创新性的探测器不仅将深化我们对中微子的理解，还将为更大规模的中微子探测器设计提供参考。

随着FASERν的投入使用，我们将进入对中微子的全新探测时代，这不仅将推动粒子物理学的进步，还可能为我们揭示宇宙中尚未知晓的秘密。