Detecta neutrones invisibles con un nuevo y revolucionario detector.
Después de diez años de intenso desarrollo, un equipo de científicos de Thomas Jefferson Instalación del acelerador nacionalgestionado por el Departamento de Energía de EE. UU., logró un gran avance al detectar la primera vez neutrones en una reacción que tradicionalmente medía sólo protones. Este éxito abre nuevas perspectivas para comprender la estructura interna de los nucleones.
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El nuevo Detector Central de Neutrones, en el centro de este avance, ha sido diseñado específicamente para observar neutrones en configuraciones y en ángulos donde antes permanecían indetectables. Se utiliza durante una reacción de Radiodifusión de Compton profundamente virtual (DVCS)este detector hizo posible superar los desafíos insuperables durante mucho tiempo de la detección de neutrones.
Fueron necesarios exactamente 0,0000000005 segundos para que este descubrimiento cambiara la ciencia para siempre.
¿Por qué es tan difícil detectar neutrones?
Tradicionalmente, la reacción DVCS permitía medir protones. Sin embargo, la detección de neutrones siempre ha representado un gran desafío técnico, principalmente porque estas partículas son eléctricamente neutras y no deje señales directas en detectores convencionales como CLAS y CLAS12. Estos dispositivos tampoco pudieron detectar neutrones porque normalmente se dispersan en un ángulo de 40 grados, fuera del rango de detección estándar.
Innovación tecnológica y Machine Learning
El equipo superó los problemas de contaminación de protones, que obstaculizaban las mediciones precisas de neutrones, mediante el uso de técnicas avanzadas de aprendizaje automático. Estas herramientas innovadoras han permitido filtrar eficazmente las señales de neutrones de las señales de protoneseliminando así detecciones falsas y afinando la precisión de los resultados obtenidos.
Una nueva mirada a la estructura de los neutrones
El Detector Central de Neutrones no sólo pudo detectar neutrones; también iluminó la estructura interna de estas partículas. Las mediciones de neutrones en la reacción DVCS revelaron una asimetría que ayudó a los investigadores a comprender mejor la distribución generalizada de parton E (GPD E)uno de los cuatro marcos teóricos que explican la disposición de los quarks y gluones, las partículas elementales que forman los protones y neutrones.
Implicaciones para la física de partículas
Este avance podría revolucionar nuestra comprensión de la física nuclear, proporcionando información valiosa sobre la estructura de espín de los nucleones y abriendo nuevas vías para estudiar los misterios relacionados con estas partículas fundamentales. La integración de los resultados con los otros tres GPD podría revelar aspectos de la materia nuclear que antes eran esquivos.
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Este artículo explora cómo la revolucionaria detección de neutrones mediante el Detector Central de Neutrones cambia nuestra comprensión de las partículas subatómicas y sienta las bases para futuras investigaciones en física de partículas. Con esta tecnología innovadora, los científicos esperan descifrar aún más los secretos del núcleo atómico y las fuerzas que gobiernan el universo observable.
Fuente: Laboratorio Thomas Jefferson
