Détectez les neutrons invisibles avec un nouveau détecteur révolutionnaire.
Après dix années de développement intense, une équipe de scientifiques de Thomas Jefferson Installation nationale d’accélérateurgéré par le Département américain de l’Énergie, a réalisé une avancée majeure en détectant les neutrons pour la première fois dans une réaction qui mesurait traditionnellement uniquement les protons. Ce succès ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre la structure interne des nucléons.
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Le nouveau détecteur central de neutrons, au cœur de cette avancée, a été spécialement conçu pour observer les neutrons dans des configurations et sous des angles où ils restaient auparavant indétectables. Utilisé lors d’une réaction de Diffusion Compton profondément virtuelle (DVCS)ce détecteur a permis de surmonter les défis longtemps insurmontables de la détection des neutrons.
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Pourquoi est-il si difficile de détecter les neutrons ?
Traditionnellement, la réaction DVCS permettait de mesurer des protons. Cependant, la détection des neutrons a toujours représenté un défi technique majeur, principalement parce que ces particules sont électriquement neutres et ne laissez pas de signaux directs dans les détecteurs conventionnels comme CLAS et CLAS12. Ces appareils n’ont pas non plus réussi à détecter les neutrons car ils se diffusent généralement selon un angle de 40 degrés, en dehors de la plage de détection standard.
Innovation technologique et Machine Learning
L’équipe a surmonté les problèmes de contamination par protons, qui entravaient les mesures précises des neutrons, grâce à l’utilisation de techniques avancées d’apprentissage automatique. Ces outils innovants ont permis de filtrer efficacement les signaux neutroniques des signaux protoniqueséliminant ainsi les fausses détections et affinant la précision des résultats obtenus.
Un nouveau regard sur la structure des neutrons
Le détecteur central de neutrons n’était pas seulement capable de détecter des neutrons ; il a également éclairé la structure interne de ces particules. Les mesures des neutrons dans la réaction DVCS ont révélé une asymétrie qui a aidé les chercheurs à mieux comprendre la distribution partonique généralisée E (GPD E)l’un des quatre cadres théoriques qui expliquent l’arrangement des quarks et des gluons, les particules élémentaires qui composent les protons et les neutrons.
Implications pour la physique des particules
Cette avancée pourrait révolutionner notre compréhension de la physique nucléaire, en fournissant des informations précieuses sur la structure de spin des nucléons et en ouvrant de nouvelles voies pour étudier les mystères liés à ces particules fondamentales. L’intégration des résultats avec les trois autres GPD pourrait révéler des aspects auparavant insaisissables de la matière nucléaire.
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Cet article explore comment la détection révolutionnaire des neutrons par le détecteur central de neutrons modifie notre compréhension des particules subatomiques et jette les bases des recherches futures en physique des particules. Grâce à cette technologie innovante, les scientifiques espèrent mieux percer les secrets du noyau atomique et les forces qui régissent l’univers observable.
Source : Laboratoire Thomas Jefferson
