Neutrino là các hạt cơ bản trung hòa về điện, cực kỳ nhẹ và hiếm khi tương tác với các hạt vật chất. Điều đó làm cho chúng khó phát hiện, mặc dù chúng rất phổ biến - trên thực tế, có hàng tỷ hạt neutrino truyền qua cơ thể bạn ngay bây giờ. Do đó, chúng thường được mô tả như những hạt ma quái.

Neutrino được tạo ra trong các ngôi sao, siêu tân tinh, chuẩn tinh. phân rã phóng xạ và từ các tia vũ trụ tương tác với các nguyên tử trong bầu khí quyển của Trái đất. Người ta từ lâu đã nghĩ rằng các máy gia tốc hạt như LHC cũng nên tạo ra chúng, nhưng nếu không có các thiết bị phù hợp, chúng sẽ chỉ chạy trốn mà không bị phát hiện.

Và bây giờ “công cụ phù hợp” đó đã được cài đặt và thử nghiệm. Trong quá trình chạy thử nghiệm có tên FASER, được lắp đặt vào năm 2018, các nhà khoa học đã thu được sáu tương tác neutrino.

Nằm ở độ cao 480 m (1.575 ft) xuống đường từ nơi xảy ra va chạm giữa các hạt, thiết bị FASER hoạt động giống như chụp ảnh phim, nhóm nghiên cứu cho biết. Máy dò được tạo thành từ các tấm chì và vonfram, được ngăn cách bởi các lớp nhũ tương. Một số neutrino sẽ tấn công hạt nhân của các nguyên tử trong các kim loại dày đặc, tạo ra các hạt khác chạy qua nhũ tương. Các dấu vết mà chúng để lại sau đó có thể được nhìn thấy khi các lớp nhũ tương được “phát triển” như phim. Và chắc chắn, sáu trong số những dấu hiệu này đã được phát hiện trong dữ liệu.

Feng cho biết: “Sau khi xác minh tính hiệu quả của phương pháp tiếp cận máy dò nhũ tương để quan sát tương tác của các hạt neutrino được tạo ra tại một máy va chạm hạt, nhóm FASER đang chuẩn bị một loạt thí nghiệm mới với một thiết bị đầy đủ lớn hơn và nhạy hơn đáng kể.

Phiên bản đầy đủ này, có tên FASERnu, sẽ nặng hơn 1.090 kg (2.400 lb). Độ nhạy tăng lên của nó sẽ cho phép nó không chỉ phát hiện neutrino thường xuyên hơn, mà còn phân biệt được ba “hương vị” khác nhau mà chúng xuất hiện, cũng như phản neutrino.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Physical Review D.