Un elemento clave en un experimento de neutrinos basado en un acelerador de partículas es la potencia del haz que da origen a los neutrinos: cuantas más partículas pueda acumular en ese haz, mayores serán sus posibilidades de ver a los neutrinos interactuar en su detector. Hoy los científicosanunció que Fermilab ha establecido un récord mundial para el haz de partículas de alta energía más potente para experimentos con neutrinos.
Los científicos, ingenieros y técnicos del Fermi National Accelerator Laboratory del Departamento de Energía de EE. UU. Han logrado para los experimentos con neutrinos de alta energía un récord mundial: un haz sostenido de 521 kilovatios generado por el acelerador de partículas del inyector principal. Más de 1,000 físicos de todo elEl mundo usará este haz de alta intensidad para estudiar más de cerca los neutrinos y las partículas fugaces llamadas muones, ambos componentes básicos fundamentales de nuestro universo.
La potencia del haz récord supera la del haz de más de 400 kilovatios enviado a los experimentos con neutrinos desde los aceleradores de partículas en el CERN.
Establecer este récord mundial es un paso inicial para el complejo acelerador de Fermilab, ya que aumentará gradualmente la potencia del haz en los próximos años. El próximo objetivo para el acelerador del inyector principal de dos millas alrededor del laboratorio: el último y más poderoso en Fermilabcadena del acelerador: es entregar haces de 700 kilovatios para los diversos experimentos del laboratorio. Finalmente, Fermilab planea realizar actualizaciones adicionales a su complejo de aceleradores durante la próxima década, logrando una potencia del haz superior a los 1,000 kilovatios, también conocida como 1 megavatio.
"Tenemos el haz de neutrinos de mayor potencia del mundo y solo vamos a subir desde aquí", dijo Ioanis Kourbanis, jefe del Departamento de Inyectores Principales de Fermilab.
Los experimentos de neutrinos hechos en el laboratorio comienzan acelerando un haz de partículas, típicamente protones, y luego aplastándolos contra un objetivo para crear neutrinos. Luego, los científicos usan detectores de partículas para "atrapar" tantos neutrinos como sea posible y registrar sus interacciones.Los neutrinos rara vez se involucran con la materia: solo uno de cada billón que emerge del haz de protones interactuará en el detector de un experimento. Cuantas más partículas haya en ese haz, más oportunidades tendrán los investigadores para estudiar estas interacciones raras.
El haz de partículas amplificado proporcionado por el inyector principal enriquece el suministro de neutrinos del laboratorio, posicionando a Fermilab para convertirse en el laboratorio principal para la investigación de neutrinos basada en aceleradores. Los neutrinos también se fabrican en estrellas y en el núcleo de la Tierra, y pasan a través de todo:- personas y planetas por igual.
"La idea es que si construyes un haz más intenso, los científicos de neutrinos de todo el mundo abrirán un camino hacia tu puerta", dijo el subdirector de Fermilab, Joe Lykken. "Esto es exactamente lo que está sucediendo".
Fermilab actualmente opera cuatro experimentos de neutrinos: MicroBooNE, MINERvA, MINOS + y el experimento de neutrinos más grande hasta la fecha del laboratorio, NOvA, que envía partículas desde la ubicación suburbana de Chicago de Fermilab a un detector lejano a 500 millas de distancia en Ash River, Minnesota. El laboratorioestá trabajando con científicos de todo el mundo para expandir su programa de línea de base de neutrinos de línea de base corta y también servirá como anfitrión del buque insignia propuesto de la Instalación de Neutrinos de Línea de Base Larga y el Experimento de Neutrinos Subterráneos Profundos, o DUNE. Los científicos tienen como objetivo abordar preguntas básicas sobre la masa ypropiedades de cada tipo de neutrino, así como el papel que desempeñaron los neutrinos en la evolución del universo.
"Alcanzar este hito es un logro fantástico para Fermilab; la potencia del haz lo es todo en nuestro campo", dijo el co-portavoz de DUNE, Mark Thomson, de la Universidad de Cambridge. "La capacidad de Fermilab para entregar, una vez más, le da al neutrino internacionalgran confianza de la comunidad en el futuro programa de neutrinos alojado en los EE. UU. "
Fermilab también se está preparando para operar dos experimentos para estudiar muones, partículas de corta duración que podrían revelar secretos sobre los primeros momentos del universo. El aumento de la potencia del haz también beneficiará a la Instalación de haz de prueba de Fermilab, una de las pocas instalaciones en elmundo que proporciona muones, piones y otras partículas que los investigadores pueden usar para probar sus detectores de partículas.
Desde 2011, Fermilab ha realizado mejoras significativas en sus aceleradores y ha reconfigurado el complejo para proporcionar los mejores haces de partículas posibles para experimentos con neutrinos y muones. Con el trabajo dedicado de la División de Aceleradores de Fermilab, el inyector principal está en camino de casi duplicar suPotencia de haz de la era Tevatron para 2016.
"La línea de luz de Fermilab ha sido un gran impulsor de la ciencia de los neutrinos durante muchos años, y las continuas mejoras en la intensidad significan que seguirá siendo un conductor durante muchos años", dijo Mark Messier, co-portavoz de la NOvA de la Universidad de Indiana.experimentar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fermi National Accelerator Laboratory Fermilab . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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