Pengukuran pertama interaksi proton tunggal dengan detektor MicroBooNE

Pengukuran pertama interaksi proton tunggal dengan detektor MicroBooNE


Pengukuran pertama interaksi proton tunggal dengan detektor MicroBooNE

  • Kredit: Gambar: MicroBooNE

    Ini menunjukkan jejak partikel yang dihasilkan dari interaksi CCQE kandidat neutrino dengan inti argon di dalam detektor MicroBooNE. Jejak panjang muon terlihat melesat ke kanan atas, dan jejak yang lebih pendek dari sebuah proton menuju ke kanan bawah.


Neutrino sama misteriusnya dengan yang ada di mana-mana. Salah satu partikel paling melimpah di alam semesta, mereka melewati sebagian besar materi tanpa disadari. Massa mereka sangat kecil sehingga sejauh ini tidak ada eksperimen yang berhasil mengukurnya, sementara mereka bergerak hampir dengan kecepatan cahaya.

Eksperimen neutrino MicroBooNE di Departemen Energi Fermilab telah menerbitkan pengukuran baru yang membantu melukis potret neutrino yang lebih detail. Pengukuran ini secara lebih tepat menargetkan salah satu proses yang timbul dari interaksi neutrino dengan inti atom, proses yang dinamai: hamburan kuasielastik arus bermuatan.

Fisikawan telah menghabiskan banyak waktu untuk mengeksplorasi sifat-sifat partikel tak terlihat ini. Pada tahun 1962, mereka menemukan bahwa neutrino memiliki lebih dari satu jenis, atau rasa. Pada akhir abad ini, para ilmuwan telah mengidentifikasi tiga rasa dan juga menemukan bahwa neutrino dapat mengubah rasa melalui proses yang disebut osilasi. Fakta mengejutkan ini mewakili revolusi dalam fisika: bukti fisika pertama yang diketahui di luar Model Standar yang sangat sukses.

Mengingat banyaknya pertanyaan yang belum terjawab terkait dengan partikel yang sukar dipahami ini, fisika neutrino akan memasuki era baru pengukuran presisi tinggi, di mana eksperimen yang akan datang akan mencoba mengekstrak parameter osilasi dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Eksperimen ini akan menggunakan detektor canggih untuk mengukur interaksi neutrino. Agar eksperimen berhasil, pemodelan interaksi nukleus-neutrino yang akurat dalam simulasi mereka adalah suatu keharusan.

Ruang proyeksi waktu argon cair adalah detektor partikel yang kuat yang memungkinkan kita mempelajari interaksi neutrino secara mendetail, dan pengukuran ini dapat digunakan untuk mengukur validitas model interaksi neutrino dalam simulasi saat ini. Eksperimen neutrino MicroBooNE adalah eksperimen operasi skala besar pertama di Fermilab yang menggunakan teknologi detektor baru ini. Ia telah mengumpulkan banyak peristiwa hamburan neutrino selama lima tahun terakhir.

Ketika sebuah neutrino berinteraksi dengan inti, ia dapat menghasilkan muon (sepupu elektron) dan proton melalui hamburan kuasielastik arus bermuatan, atau hamburan CCQE. MicroBooNE diterbitkan dalam Physical Review Letters, pengukuran pertama interaksi mirip CCQE pada argon untuk peristiwa yang menghasilkan muon tunggal dan proton tunggal, tetapi tidak ada pion bermuatan – jenis partikel subatomik lain yang sering muncul dari interaksi neutrino dengan materi. Pengukuran ini membatasi kalkulasi yang penting untuk pengukuran di masa mendatang dan mengidentifikasi wilayah yang memerlukan perbaikan model teoretis.

Hasil ini sangat penting untuk semua eksperimen osilasi neutrino masa depan yang akan menggunakan detektor target-argon, seperti eksperimen program Short-Baseline Neutrino dan Eksperimen Neutrino Bawah Tanah internasional, keduanya diselenggarakan oleh Fermilab, yang akan mengandalkan pemodelan presisi dari interaksi neutrino pada argon untuk mencapai kepekaan yang diproyeksikan.

Pekerjaan ini didukung oleh DOE Office of Science dan Program Visiting Scholars Award dari Universities Research Association.

Adi Ashkenazi akan memulai pengangkatannya sebagai asisten profesor di Universitas Tel Aviv. Atau Hen adalah asisten profesor fisika di MIT. Afroditi Papadopoulou adalah mahasiswa pascasarjana di MIT.

Office of Science adalah pendukung terbesar penelitian dasar dalam ilmu fisika di Amerika Serikat dan sedang berupaya untuk mengatasi beberapa tantangan paling mendesak di zaman kita. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi science.energy.gov.

Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author