Rileva neutroni invisibili con un nuovo rilevatore rivoluzionario.
Dopo dieci anni di intenso sviluppo, un team di scienziati di Tommaso Jefferson Strumento nazionale di accelerazionegestito dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, ha ottenuto un importante passo avanti rilevando for la prima volta i neutroni in una reazione che tradizionalmente misurava solo protoni. Questo successo apre nuove prospettive per comprendere la struttura interna dei nucleoni.
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Il nuovo rilevatore centrale di neutroni, al centro di questo progresso, è stato specificamente progettato per osservare i neutroni in configurazioni e ad angoli in cui prima rimanevano non rilevabili. Utilizzato durante una reazione di Trasmissione profondamente virtuale Compton (DVCS)questo rilevatore ha permesso di superare le sfide a lungo insormontabili del rilevamento dei neutroni.
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Perché è così difficile rilevare i neutroni?
Tradizionalmente, la reazione DVCS rendeva possibile la misurazione dei protoni. Tuttavia, la rilevazione dei neutroni ha sempre rappresentato una grande sfida tecnica, soprattutto perché queste particelle sono elettricamente neutre e non lasciano segnali diretti nei rilevatori convenzionali come CLAS e CLAS12. Inoltre, questi dispositivi non sono riusciti a rilevare i neutroni perché di solito si diffondono con un angolo di 40 gradi, al di fuori del raggio di rilevamento standard.
Innovazione tecnologica e Machine Learning
Il team ha superato i problemi legati alla contaminazione da protoni, che ostacolavano misurazioni precise dei neutroni, attraverso l’uso di tecniche avanzate di apprendimento automatico. Questi strumenti innovativi hanno reso possibile filtrano efficacemente i segnali dei neutroni dai segnali dei protonieliminando così false rilevazioni e affinando la precisione dei risultati ottenuti.
Un nuovo sguardo alla struttura dei neutroni
Il rilevatore centrale di neutroni non solo era in grado di rilevare i neutroni; ha anche illuminato la struttura interna di queste particelle. Le misurazioni dei neutroni nella reazione DVCS hanno rivelato un'asimmetria che ha aiutato i ricercatori a comprendere meglio la distribuzione partonica generalizzata E (GPD E)uno dei quattro quadri teorici che spiegano la disposizione di quark e gluoni, le particelle elementari che compongono protoni e neutroni.
Implicazioni per la fisica delle particelle
Questo progresso potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione della fisica nucleare, fornendo preziose informazioni sulla struttura di spin dei nucleoni e aprendo nuove strade per lo studio dei misteri legati a queste particelle fondamentali. L’integrazione dei risultati con gli altri tre GPD potrebbe rivelare aspetti precedentemente sfuggenti della materia nucleare.
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Fonte: Laboratorio Thomas Jefferson
