La collaboration FASER a réalisé sa première observation de neutrinos produits au Grand collisionneur de hadrons (LHC) lors de sa campagne de mesures, avec une signification statistique dépassant le seuil d’une découverte en physique des particules. L’observation comprend des neutrinos muoniques et des événements candidats de neutrinos électroniques. De plus, la collaboration a présenté des résultats sur les recherches de photons noirs, qui ont permis l’exclusion des régions motivées par la matière noire. FASER vise à collecter plus de données pour permettre plus de recherches et de mesures de neutrinos. La détection des neutrinos produits dans les collisions de protons au LHC peut contribuer à l’étude des neutrinos de haute énergie provenant de sources astrophysiques et tester l’universalité du mécanisme d’interaction de différentes espèces de neutrinos.
La première observation de neutrinos de collisionneur au LHC ouvre la voie à l’exploration de nouveaux scénarios de physique.
Bien que les neutrinos soient produits en abondance lors des collisions au Grand collisionneur de hadrons (LHC), jusqu’à présent, aucun neutrinos produit de cette manière n’avait été détecté. Neuf mois à peine après le début de la phase 3 du LHC et le début de sa campagne de mesures, le ÉTAPES collaboration a changé cette image en annonçant sa première observation de neutrinos de collisionneur lors de la session électrofaible des Rencontres de Moriond de cette année. En particulier, FASER a observé des neutrinos muoniques et des événements candidats de neutrinos électroniques. “Notre signification statistique est d’environ 16 sigma, dépassant de loin 5 sigmale seuil d’une découverte en physique des particules », explique Jamie Boyd, co-porte-parole de FASER.
En plus de son observation de neutrinos dans un collisionneur de particules, FASER a présenté des résultats sur les recherches de photons noirs. Avec un résultat nul, la collaboration a pu fixer des limites sur un espace de paramètres jusqu’alors inexploré et a commencé à exclure des régions motivées par la matière noire. FASER vise à collecter jusqu’à dix fois plus de données au cours des prochaines années, permettant davantage de recherches et de mesures de neutrinos.
PHASES (en haut) canard [email protected] (en bas) détecteurs. Crédit : CERN
FASER est l’une des deux nouvelles expériences situées de part et d’autre de la caverne d’ATLAS pour détecter les neutrinos produits lors des collisions de protons dans ATLAS. L’expérience complémentaire, [email protected], a également rapporté ses premiers résultats à Moriond, montrant huit événements candidats au neutrino muonique. «Nous travaillons toujours sur l’évaluation des incertitudes systématiques sur le fond. Comme résultat très préliminaire, notre observation peut être revendiquée au niveau de 5 sigma », ajoute [email protected] porte-parole Giovanni De Lellis. le [email protected] détecteur a été installé dans le tunnel du LHC juste à temps pour le début de l’exploitation 3 du LHC.
Jusqu’à présent, les expériences sur les neutrinos n’ont étudié que les neutrinos provenant de l’espace, de la Terre, des réacteurs nucléaires ou des expériences à cible fixe. Alors que les neutrinos astrophysiques sont très énergétiques, comme ceux qui peuvent être détectés par l’expérience IceCube au pôle Sud, les neutrinos solaires et de réacteur ont généralement des énergies plus faibles. Les neutrinos dans les expériences à cible fixe, telles que celles du
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>CERN North and former West Areas, are in the energy region of up to a few hundred gigaelectronvolts (GeV). FASER and [email protected] réduira l’écart entre les neutrinos à cible fixe et les neutrinos astrophysiques, couvrant une gamme d’énergie beaucoup plus élevée – entre quelques centaines de GeV et plusieurs TeV.
L’un des sujets de physique inexplorés auxquels ils contribueront est l’étude des neutrinos de haute énergie provenant de sources astrophysiques. En effet, le mécanisme de production des neutrinos au LHC, ainsi que leur énergie dans le centre de masse, est le même que pour les neutrinos de très haute énergie produits lors des collisions des rayons cosmiques avec l’atmosphère. Ces neutrinos « atmosphériques » constituent une toile de fond pour l’observation des neutrinos astrophysiques : les mesures par FASER et [email protected] peut être utilisé pour estimer précisément ce bruit de fond, ouvrant ainsi la voie à l’observation des neutrinos astrophysiques.
Une autre application de ces recherches est la mesure du taux de production des trois types de neutrinos. Les expériences testeront l’universalité de leur mécanisme d’interaction en mesurant le rapport de différents neutrinos
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>espèce[{“attribute=””>species produit par le même type de particule mère. Ce sera un test important du modèle standard dans le secteur des neutrinos.
