La junta de investigación del CERN ha aprobado el Experimento de búsqueda avanzada, dar luz verde a la asamblea, instalación y uso de un instrumento que buscará nuevas partículas fundamentales en el Gran Colisionador de Hadrones en Ginebra, Suiza.

Iniciado por físicos de la Universidad de California, Irvine, el proyecto FASER de cinco años está financiado por subvenciones de $ 1 millón cada una de la Fundación Heising-Simons y la Fundación Simons, con apoyo adicional del CERN, la Organización Europea de Investigación Nuclear.

El enfoque de FASER es encontrar la luz, partículas de interacción extremadamente débil que hasta ahora han eludido a los científicos, incluso en los experimentos de alta energía llevados a cabo en el LHC operado por el CERN, el acelerador de partículas más grande del mundo.

"Hace siete años, los científicos descubrieron el bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones, completando un capítulo en nuestra búsqueda de los bloques de construcción fundamentales del universo, pero ahora buscamos nuevas partículas, "dijo el co-líder de FASER Jonathan Feng, Catedrático de física y astronomía de la UCI. "El problema de la materia oscura muestra que no sabemos de qué está hecho la mayor parte del universo, así que estamos seguros de que hay nuevas partículas ".

Feng, un físico teórico, se le unirán colaboradores del CERN, así como otros científicos de instituciones de investigación en Europa, Porcelana, Japón y Estados Unidos. El equipo FASER estará formado por 30 a 40 miembros, relativamente pequeño en comparación con otros grupos que realizan experimentos en el LHC.

El instrumento FASER también es compacto, mide aproximadamente 1 metro de diámetro y 5 metros de largo. Se colocará en un punto específico a lo largo del circuito de 16 millas del LHC, unos 480 metros (1, 574 pies) lejos del descomunal, instrumento de seis pisos utilizado por la Colaboración ATLAS para descubrir el bosón de Higgs.

A medida que los haces de protones atraviesan el punto de interacción en el instrumento ATLAS, pueden crear nuevas partículas que atravesarán el hormigón en el túnel del LHC y luego en el instrumento FASER, que rastreará y medirá el progreso de su descomposición. FASER recopilará datos cada vez que ATLAS esté en funcionamiento.

"Una de las ventajas de nuestro diseño es que hemos podido tomar prestados muchos de los componentes de FASER:detectores de silicio, calorímetros y electrónica:de las colaboraciones ATLAS y LHCb, "dijo Jamie Boyd, Investigador científico del CERN y co-portavoz del proyecto. "Eso nos permite ensamblar un instrumento que cuesta casi cientos de veces menos que los experimentos más grandes del LHC".

Otra ventaja es el rápido programa de construcción de FASER. Según el físico experimental de FASER Dave Casper, Profesor asociado de física y astronomía de la UCI, los estudiantes graduados que se unan al equipo ahora podrán participar en el ciclo de vida completo del experimento, desde el ensamblaje y la instalación hasta la recopilación de datos y la presentación de informes sobre los resultados, algo que los científicos en proyectos más grandes del LHC, algunos de los cuales tardaron décadas en diseñar y construir, sólo podía soñar.

El detector FASER, que será uno de los ocho instrumentos de investigación en el LHC, se está construyendo e instalando durante la pausa actual del colisionador y recopilará datos de 2021 a 2023. El LHC se cerrará nuevamente de 2024 a 2026. Durante ese tiempo, el equipo espera instalar el detector FASER 2 más grande, que será capaz de revelar una gama aún más amplia de misteriosos, partículas ocultas.

Esta área de investigación tiene fuertes vínculos con los esfuerzos anteriores de la UCI. El miembro fundador de la facultad Frederick Reines ganó el Premio Nobel en 1995 por su descubrimiento conjunto de neutrinos en 1956.

"En algún sentido, estamos siguiendo esa tradición al buscar partículas de luz que interactúan extremadamente débilmente, como el neutrino, ", Dijo Feng." Ahora sabemos que los neutrinos constituyen una parte del universo, pero mucho menos del 1 por ciento de la materia oscura. Estamos tratando de averiguar qué compone el resto ".