CERN zatwierdził nowy eksperyment przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC). FASER (Forward Search Experiment) będzie nowym multidekoderem do poszukiwania długożyciowych cząstek powstających w zderzeniach LHC. Mogą być one sygnałem do istnienia hipotetycznej czarnej materii. Pomysłodawcą eksperymentu jest m.in. dr Sebastian Trojanowski, który zaproponował go wraz ze współpracującymi z nim fizykami teoretykami z Uniwersytetu Irvine.
FASER stanowi uzupełnienie obecnego programu badań CERN i rozszerza ich potencjał. Dzięki niemu możliwe będzie odkrywanie nowych cząstek, również tych związanych z czarną materią, która, jak podaje CERN, według wyników badań astrofizycznych stanowi 27% wszechświata, ale nigdy nie była obserwowana i badana w laboratorium. Ma poszukiwać nowych cząstek, które mogą postawać w zderzeniach protonów (np. w detektorze ATLAS), ale jeszcze nie zostały wykryte ze względu na zbyt słabe oddziaływanie z materią detektora.
„Cząstki takie – jeśli są odpowiednio lekkie, jeśli powstają dość rzadko i na dodatek lecą wzdłuż osi wiązki zderzających się protonów, mogły dotychczas umykać uwadze eksperymentatorów. Trudno byłoby je na przykład zobaczyć jako wyraźny sygnał brakującej energii w bilansie energetycznym produktów zderzenia. Szansą na ich ewentualne wykrycie jest ustawienie detektora w pewnej odległości od punktu produkcji i próba zarejestrowania oczekiwanych produktów rozpadów. Warunkiem powodzenia takiego scenariusza jest, by masa poszukiwanych cząstek była większa niż łączna masa najlżejszych produktów ewentualnego rozpadu – na przykład pary elektron-pozyton.”
dr Sebastian Trojanowski, NCBJ / źródło: komunikat NBCJ
FASER wpisuje się w nurt intensywnie prowadzonych od lat prac naukowców nad poszukiwaniem nowych, nieznanych dotąd form materii. Fakt, że nie udało się do tej pory wytworzyć ciemnej materii w warunkach laboratoryjnych, pcha badaczy w kierunku projektowania nowych eksperymentów mających na celu jej poznanie i zbadanie. Kluczem do tego może być FASER.
Eksperyment został zatwierdzony przez władze CERN 5 marca. Organizacja wiąże z nim wielkie nadzieje. Jamie Boyd, jeden z rzeczników prasowych eksperymentu podsumował: To ekscytujące, że eksperyment FASER został zatwierdzony przez CERN. To wspaniałe, że udało się tak szybko rozwinąć naszą współpracę – nie możemy się doczekać otrzymania pierwszych danych z eksperymentu, gdy LHC rozpocznie swoją pracę ponownie w 2021 roku [źródło wypowiedzi – komunikat CERN]. Zadowolenie z zakresu eksperymentu i sposobu jego implementacji projektu wyraził Eckhard Elsen, CERN’s Director for Research and Computing.
Prace instalacyjne związane z FASER będą wykonane w przerwie prac Wielkiego Zderzacza Hadronów, a zbieranie danych będzie miało miejsce w latach 2021 – 2023. Instalacja ma znajdować się około pół kilometra od detektora ATLAS, w tunelu serwisowym, który zbiega się w kierunku tunelu ATLAS. W projekt zaangażowanych jest ponad 20 uczonych z całego świata.
Gratulujemy dr. Sebastianowi Trojanowskiemu i jego współpracownikom. Cieszy nas, że naukowy związani z polskim środowiskiem Big Science i instytucjami takimi jak Narodowe Centrum Badań Jądrowych mają realny wpływ na działania ośrodków takich jak CERN.
Czytaj więcej o eksperymencie FASER:
W artykule CERN:
FASER: CERN approves new experiment to look for long-lived, exotic particles
W komunikacje Nardowe Centrum Badań Jądrowych:
FASER – nowy eksperyment LHC z mocnym naszym akcentem
Tekst został opracowany za podstawie komunikatów CERN i Narodowego Centrum Badań Jądrowych.
