Ученые разработали новые инструменты, которые помогут находить признаки нейтрино в детекторах, расположенных на поверхности Земли.
Новый метод сочетает в себе несколько техник просеивания данных и реконструкции изображений. Принцип работы похож на то, как компьютерные томографы реконструируют 3D-изображения внутренних органов из 2D-снимков человеческого тела, похожих на срезы. Благодаря новому методу ученые могут выделять сигналы нейтрино, создаваемые ускорителем частиц, на фоне «паутины» треков, которые появляются из-за космических лучей. Эксперимент показал, что при использовании нового метода треки взаимодействия электронов и нейтрино в паре с соответствующими световыми сигналами от фотоумножителей четко выделяются из множества треков, которые создают космические лучи.
В этих данных MicroBooNE треки взаимодействия электронов и нейтрино (черные) в паре с соответствующими световыми сигналами от фотоумножителей (красные кружки) четко выделяются из множества треков, создаваемых космическими лучами (тускло окрашенные линии). Предоставлено: эксперимент MicroBooNE.
Согласно данным Министерства энергетики США, частиц из такого «шума» примерно в 20 000 раз больше, чем взаимодействий нейтрино в детекторе. Отфильтровывание следов космических лучей должно улучшить эксперименты на поверхности Земли, целью которых является понимание поведения субатомных нейтрино.
В ходе нового исследования ученые разработали новую методику для MicroBooNE — одного из трех детекторов, которые отслеживают нейтрино, испускаемые ускорителем в лаборатории Ферми. Однако новый подход должен работать на всех наземных детекторах нейтрино, где космические лучи могут скрывать сигналы. Метод пойдет на пользу всей программе исследования нейтрино в США, подчеркнули в ведомстве.