El experimento más reciente del CERN, la Organización Europea de Investigación Nuclear, ahora está en su lugar en el Gran Colisionador de Hadrones en Ginebra. MÁS RÁPIDO, o Experimento de búsqueda avanzada, fue aprobado por la junta de investigación del CERN en marzo de 2019. Ahora instalado en el túnel del LHC, este experimento, que busca comprender las partículas que los científicos creen que pueden interactuar con la materia oscura, se está sometiendo a pruebas antes de que comience la recopilación de datos el próximo año.

"Este es un gran hito para el experimento, "dijo Shih-Chieh Hsu, científico de FASER y profesor asociado de física de la Universidad de Washington. "FASER estará listo para recopilar datos de colisiones en el Gran Colisionador de Hadrones cuando se reanuden en la primavera de 2022".

FASER está diseñado para estudiar las interacciones de neutrinos de alta energía y para buscar nuevos, luz aún no descubierta y partículas que interactúan débilmente, que algunos científicos creen que interactúan con la materia oscura. A diferencia de la materia visible, que nos compone a nosotros y a nuestro mundo, la mayor parte de la materia en el universo (alrededor del 85%) consiste en materia oscura. Estudiar partículas ligeras y que interactúan débilmente puede revelar pistas sobre la naturaleza de la materia oscura y otros acertijos de larga data. como el origen de las masas de neutrinos.

La colaboración FASER consta de 70 miembros de 19 instituciones y ocho países. Los científicos de FASER en la UW incluyen a Hsu, investigador postdoctoral Ke Li, el estudiante de doctorado John Spencer y los estudiantes universitarios Murtaza Jafry y Jeffrey Gao. El equipo de UW ha estado involucrado en esfuerzos para desarrollar software y evaluar el desempeño de partes del detector FASER, así como examinar los datos del detector durante su período de puesta en servicio. También supervisarán el rendimiento de los instrumentos en el detector y analizarán los datos cuando se reanuden las colisiones en el LHC el próximo año.

Los investigadores creen que las colisiones del LHC producen la luz y las partículas de interacción débil que FASER está diseñado para detectar. Pueden ser partículas de larga duración, viajando cientos de metros antes de que se descompongan en otras partículas que FASER medirá.

El experimento está ubicado en un túnel de servicio no utilizado a lo largo del eje de colisión del haz, solo 480 metros, o casi 1, 600 pies:desde el punto de interacción del detector ATLAS de seis pisos del LHC. Esa proximidad coloca a FASER en una posición óptima para detectar los productos de desintegración de la luz y las partículas que interactúan débilmente.

Las primeras obras de ingeniería civil para FASER comenzaron en mayo de 2020. En verano, se instalaron los primeros servicios y sistemas eléctricos, y en noviembre Los tres imanes de FASER se colocaron en la zanja.

"Estamos muy emocionados de ver que este proyecto cobra vida tan rápido y sin problemas, "dijo el científico del CERN Jamie Boyd, un co-portavoz de FASER. "Por supuesto, ¡esto no hubiera sido posible sin la ayuda experta de los muchos equipos del CERN involucrados! "

El detector FASER tiene 5 metros de largo, o alrededor de 16.5 pies, y dos estaciones de centelleo se encuentran en su entrada. Las estaciones eliminarán la interferencia de fondo de las partículas cargadas que atraviesan la pared de la caverna desde el punto de interacción ATLAS. El siguiente es un imán dipolo de 1,5 metros, o alrededor de 5 pies, largo. Le sigue un espectrómetro que consta de dos imanes dipolo, cada 1 metro o poco más de 3 pies de largo, con tres estaciones de seguimiento, dos en cada extremo y uno entre los imanes. Cada estación de seguimiento consta de capas de detectores de tiras de silicona de precisión. Las estaciones de centelleo para la activación y las mediciones de tiempo de precisión están ubicadas a la entrada y salida del espectrómetro.

El componente final es el calorímetro electromagnético. Esto identificará electrones y fotones de alta energía y medirá la energía electromagnética total. Todo el detector se enfría a 15 C, o 59 F, por una estación de enfriamiento independiente.

Algunos de estos componentes se ensamblaron a partir de piezas de repuesto de otros experimentos del LHC, incluyendo ATLAS y LHCb, según Boyd.

FASER también tendrá un subdetector, llamado FASERν, que está diseñado específicamente para detectar neutrinos. Nunca se ha detectado ningún neutrino producido en un colisionador de partículas, a pesar de que los colisionadores los producen en grandes cantidades y con altas energías. FASERν se compone de películas de emulsión y placas de tungsteno para actuar como objetivo y detector para ver las interacciones de los neutrinos. FASERν debería estar listo para su instalación a finales de año. Todo el experimento comenzará a tomar datos durante la Ejecución 3 del LHC, a partir de 2022.