加州大學歐文分校的物理學家取得了一項科學突破，他們探測到了一個粒子對撞機產生的中微子，這將加深我們對亞原子粒子的理解。這也可能有助於理解宇宙中微子，這些中微子傳播距離很遠並與地球發生碰撞。這一發現是利用安裝在歐洲核子研究中心的粒子探測器FASER進行的，該探測器檢測歐洲核子研究中心的大型強子對撞機產生的粒子。

這種粒子在1956年首次被發現，並在使恆星燃燒的過程中發揮了關鍵作用。這一發現有望幫助物理學家了解宇宙中最豐富的粒子的性質。

這項工作還可以揭示出宇宙中微子的情況，這些中微子會長途跋涉並與地球發生碰撞，為了解宇宙的遙遠部分提供了一個窗口。

這是”前向搜索實驗”（FASER）的最新成果，這是一個由國際物理學家小組設計和建造的粒子探測器，安裝在瑞士日內瓦的歐洲核子研究理事會（CERN）。在那裡，FASER檢測由歐洲核子研究中心的大型強子對撞機產生的粒子。

加州大學歐文分校粒子物理學家和FASER合作項目共同發言人喬納森-馮（Jonathan Feng）說：”我們從一個全新的來源–粒子對撞機當中發現了中微子，在那裡你有兩束粒子以極高的能量砸在一起。”他發起了這個項目，UCI和21個合作機構的80多名研究人員參與其中。

FASER粒子探測器位於歐洲核子研究中心大型強子對撞機的地下深處，大部分是用歐洲核子研究中心其他實驗的備件建造的。信用：照片由歐洲核子研究中心提供

歐洲核子研究中心的粒子物理學家布萊恩-彼得森週日代表FASER在意大利舉行的第57屆Rencontres de Moriond弱電相互作用和統一理論會議上宣布了這些結果。

中微子是由已故UCI物理學家和諾貝爾獎得主Frederick Reines在近70年前共同發現的，是宇宙中最豐富的粒子，”對建立粒子物理學的標準模型非常重要，”FASER聯合發言人Jamie Boyd說。”但是在對撞機上產生的中微子從未被實驗所探測到。”

自從Reines和UCI物理學和天文學教授Hank Sobel等人的開創性工作以來，物理學家研究的大多數中微子都是低能量的中微子。但是FASER檢測到的中微子是在實驗室中產生的最高能量的中微子，與深空粒子在我們的大氣層中引發巨大的粒子雨時發現的中微子相似。

Boyd說：”它們能以我們無法了解的方式告訴我們關於深空的情況。大型強子對撞機中的這些非常高能量的中微子對於理解粒子天體物理學中真正令人興奮的觀察結果非常重要。”

FASER本身在粒子探測實驗中是新的和獨特的。與歐洲核子研究中心的其他探測器相比，如ATLAS，它有幾層樓高，重達數千噸，而FASER大約只有一噸，可以整齊地放在歐洲核子研究中心的一個小側隧道內。而且，它只花了幾年時間就利用其他實驗的備件進行設計和建造。

UCI實驗物理學家戴夫-卡斯帕說：”中微子是大型強子對撞機上更大的實驗無法直接探測到的唯一已知粒子，所以FASER的成功觀測意味著對撞機的全部物理學潛力終於被開發出來了。”

除了中微子，FASER的另一個主要目標是幫助識別構成暗物質的粒子，物理學家認為暗物質包括宇宙中的大部分物質，但他們從未直接觀察到。

FASER尚未發現暗物質的跡象，但隨著大型強子對撞機將在幾個月後開始新一輪的粒子對撞，該探測器已經準備好記錄任何出現的暗物質。