Taxas inéditas de interação de neutrinos detectadas em níveis recordes pelo experimento FASER no CERN

São PauloCientistas fazem grande descoberta ao detectar interações de alta energia envolvendo neutrinos de elétron e múon em níveis nunca antes registrados de uma fonte artificial. Neutrinos são partículas que raramente interagem com a matéria, tornando sua detecção uma tarefa difícil. Estudar essas partículas ajuda os cientistas a responder perguntas fundamentais sobre o universo, como a formação da massa e o motivo pelo qual há mais matéria do que antimatéria.

Principais Descobertas em Interações de Neutrinos

• Primeira medição das interações entre neutrinos do tipo elétron e múon em energias extremamente altas
• Detecção em uma faixa de energia inexplorada entre 560-1740 GeV para neutrinos elétron e 520-1760 GeV para neutrinos múon
• Resultados consistentes com as previsões do Modelo Padrão

Um avanço na física de altas energias: Interações de neutrinos a altas energias medidas com precisão

Uma equipe liderada pelos Professores Associados Akitaka Ariga e Tomoko Ariga usou o experimento FASER no LHC do CERN. Com o auxílio do detector FASERν, conseguiram medir com precisão as interações de neutrinos com energias muito altas, chamadas de energia TeV. Pesquisas anteriores só haviam estudado neutrinos com energias mais baixas. Esta nova descoberta representa um importante avanço no campo da física de altas energias.

O experimento FASERν possui 730 camadas compostas por placas de tungstênio e filmes de emulsão, com um peso total de 1,1 toneladas. Pesquisadores analisaram uma parte de 128,6 kg desse detector para identificar neutrinos de alta energia provenientes das colisões no LHC. Durante a investigação, foram observados quatro prováveis eventos de interações com neutrinos do tipo elétron e oito prováveis eventos de interações com neutrinos do tipo múon. Os resultados apresentaram uma significância estatística notável, descartando a possibilidade de serem apenas ruído de fundo.

Estudo Revela Medições de Interações de Neutrinos de Alta Energia

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O estudo publicado na revista Physical Review Letters demonstra que a configuração experimental pode medir interações de neutrinos com sabores conhecidos em energias na faixa de TeV. Este é um feito significativo. Eles mediram as interações de neutrinos de alta energia, encontrando faixas de energia entre 560-1740 GeV para neutrinos eletrônicos e 520-1760 GeV para neutrinos muônicos.

Esta descoberta pode transformar a forma como os pesquisadores realizam experimentos em larga escala na física de partículas. O êxito do detector FASERν demonstra que é viável obter medições precisas das interações de neutrinos em energias mais altas.

Esses resultados vão além do que prevê o Modelo Padrão; eles podem ter impactos significativos. Sugerem a possibilidade de descobrirmos novas física, como a maneira pela qual os neutrinos mudam de tipo, identificar interações raras, ou até mesmo encontrar novas partículas ou forças que as teorias atuais não explicam.

Medir interações em energias extremamente altas pode beneficiar futuros projetos de aceleradores de partículas. Isso permite uma nova abordagem para estudar as propriedades dos neutrinos e sua relevância no universo. Esta linha de pesquisa também abre portas para explorar áreas desconhecidas da física, o que pode levar a descobertas sobre partículas fundamentais.

Este estudo representa um avanço crucial na física de partículas, demonstrando como agora podemos detectar e entender as interações de neutrinos em níveis de energia muito elevados. O trabalho da equipe destaca a importância dos experimentos contínuos em colisionadores de alta energia, como o LHC.