Experimentprogrammet BeEST, kort för " Beryllium Electron-capture med supraledande tunnelkorsningar, " använder fullständig momentumrekonstruktion av kärnkrafts-elektronuppsamlingsförfall i radioaktiva beryllium-7 atomer för att söka efter dessa svårfångade nya "spökpartiklar". Upphovsman:Spencer Fretwell, Colorado School of Mines
Experiment har upptäckt avvikelser som antyder en ny typ av neutrino, en som skulle gå utöver standardmodellen för partikelfysik och kanske öppna en portal för den mörka sektorn. Men ingen har någonsin direkt observerat denna hypotetiska partikel.
Nu är en kvant mörk detektionsdetektor och en föreslagen partikelaccelerator drömd av maskininlärning redo att bevisa om den sterila neutrino finns.
IsoDAR -cyklotronen skulle leverera tio gånger mer strålström än någon befintlig maskin, enligt teamet på MIT som designade det. Tar bara ett litet underjordiskt fotavtryck, cyklotronen kan ge definitiva tecken på sterila neutrinoer inom fem år.
På samma gång, den intensiva strålen kan lösa ett stort problem vid cancerbehandling:att producera tillräckligt med radioaktiva isotoper för att döda cancerceller och skanna tumörer. Strålen kan producera stora mängder medicinska isotoper och till och med låta sjukhus och mindre laboratorier göra egna.
"Det finns ett direkt samband mellan tekniken som kan användas för att förstå vårt universum, och den teknik som kan användas för att rädda människors liv, "sa Loyd Waites, en MIT Ph.D. kandidat som kommer att diskutera planerna vid höstmötet 2021 i APS Division of Nuclear Physics.
Av de befintliga sterila neutrinojägarna, en av de mest kraftfulla i världen har en enda detektor. The BEST (uttalas "odjuret") kan låta som en tjur, men experimentet använder en kvantsensor för att mäta kärnkraftsrekyler från "sparken" hos en neutrino.
En bild av jonkällan som används av IsoDAR -cyklotronteamet, som visar jonstrålen som lyser inuti deras enhet. Kredit:IsoDAR -samarbete
Denna rena metod söker efter den mystiska partikeln utan det extra hindret att leta efter dess interaktioner med normal materia. Bara en månad med testning gav ett nytt riktmärke som täcker ett brett massintervall - tillämpligt på mycket större sterila neutrino -experiment som KATRIN.
"Detta inledande arbete utesluter redan förekomsten av denna typ av sterilt neutrino upp till 10 gånger bättre än alla tidigare sönderfallsexperiment, "sa Kyle Leach, docent vid Colorado School of Mines, som presenterar den första omgången av resultat (nyligen rapporterad i Fysiska granskningsbrev ) på mötet.
BÄSTA, ett samarbete mellan 30 forskare från tio institutioner i Nordamerika och Europa, är också det första projektet som framgångsrikt använder beryllium-7, betraktas som den idealiska atomkärnan för den sterila neutrinojakten. Nästa upp:skalning av BeEST -inställningen till många fler sensorer, använder nya supraledande material.
