Először sikerült szellemrészecskéket, vagyis neutrínókat találni a Nagy Hadronütköztetőben, a FASER kísérletben – számol be róla a Phys.org.
A neutrínó a leptonok közé tartozó könnyű elemi részecskék egyik fajtája. A részecskék világában nem jelentős gravitációt kivéve csak gyenge kölcsönhatásban vesz részt, erős kölcsönhatásban nem mutatható ki. Elektromos töltése nincs, semleges, az elektromos kölcsönhatásban sem vesz részt. Ez a magyarázata annak, hogy a neutrínó rendkívül közömbös az anyaggal szemben. Eme tulajdonságuk jelentős mértékben megnehezíti, hogy kísérleti úton észlelni tudjuk őket, mert a kimutatás alapja valamely kölcsönhatás.
A neutrínók annak ellenére, hogy nehéz őket detektálni, nagyon gyakoriak: a kedves olvasó testén is milliárdnyi halad át ebben a pillanatban, ahogy ezeket a sorokat olvassa. A nehéz észrevehetőség miatt hívják őket szellemrészecskéknek.
A neutrínók csillagokban, szupernóvákban, kvazárokban keletkeznek, illetve létrejönnek radioaktív bomlás és a Föld atmoszférájának atomjaival kölcsönhatásba lépő kozmikus sugárzás során is születnek. Szakértők régóta sejtik, hogy a Nagy Hadronütköztetőben (LHC) is létre kell jönniük, de eddig nem voltak megfelelő eszközök a detektálásukra, így észrevétlenül továbbhaladtak.
A 2018-ban installált FASER kísérlet az, ami most végre meghozta az áttörést: a segítségével kutatók hat különböző alkalommal regisztráltak neutrínó-interakciót a hadronütköztetőn belül. Jonathan Feng, az észlelésekről született tanulmány egyik vezető szerzője elmondta: még soha nem sikerült részecskeütköztetőben neutrínót mérni, ez a siker közelebb viheti a tudományt a részecskék megértéséhez.
A FRASER durván úgy működik, mint egy filmes fényképezőgép. A detektor ólom- és volfrámlemezekből áll, amelyeket emulziós rétegek választanak el egymástól. A neutrínók egy része a sűrű fémekben lévő atommagokba ütközik, ami új részecskéket hoz létre, ezek pedig átsüvítenek az emulzión. Az általuk hagyott nyomok akkor láthatóak, ha az emulziós rétegeket feldolgozzák, mint ahogyan egy fényképezőgép filmtekercsével is tennék.
A következő lépés egy nagyobb és még érzékenyebb detektor kifejlesztése, hogy – többek között – a neutrínókat is jobban meg lehessen figyelni.
