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阿利亚加·索普林因其关于中微子通量预测的博士论文而获得荣誉

MINERvA detector:
密涅瓦探测器: 威廉和玛丽物理学家参与了几项粒子物理实验,这些实验是在美国能源部位于伊利诺伊州巴达维亚的费米佳博体育进行的。利奥·阿利亚加·索普林(Leo Aliaga Soplin)是该校的博士研究生,最近获得了最佳论文奖。图片来源:Reidar Hahn/Fermilab

6月8日,在年度佳博体育用户会议上,费米佳博体育科学家Leo Aliaga Soplin因其对“NuMI束线的中微子通量预测”的原创研究获得了2017年URA论文奖。每年,大学研究协会都会颁发在费米佳博体育完成或与费米佳博体育科学家合作完成的最杰出论文。

本文介绍了一种改进的方法来预测被称为中微子的亚原子粒子的行为。阿利亚加·索普林写了他的论文作为威廉玛丽大学的研究生在迈克尔·科尔多斯基的指导下工作,迈克尔·科尔多斯基是物理系. 2016年获得博士学位。Leo Aliaga Soplin

“中微子通量研究的彻底性和独创性,以及它对费米佳博体育中微子项目的广泛适用性,给委员会留下了深刻的印象,”费米佳博体育科学家伦纳德·斯皮格尔(Leonard Spiegel)说,他是颁奖委员会主席。

中微子是一种难以捉摸的粒子,可能在宇宙的演化中发挥了重要作用。科学家们通过研究粒子加速器产生的中微子来解开它们的奥秘。

阿利亚加的工作是帮助解开这些谜团的又一步。他在加速器驱动的中微子实验中对中微子产生过程的专门研究将是进一步提高我们对这些粒子理解的重要工具,”大学研究协会执行主任Marta Cehelsky说。

中微子不能直接产生——它们是通过将质子粉碎成固体物质(称为目标)来产生大量碎片粒子而产生的。其中一些粒子随后衰变成中微子。为了充分了解以这种方式产生了多少中微子,阿利亚加在他的论文工作中研究了质子和在费米佳博体育光束线(称为NuMI光束线)中产生的任何粒子与物质及其碎片的碰撞。

“了解中微子通量——产生的中微子的数量——对我们的实验至关重要,因为我们需要它来理解我们的测量,”Aliaga Soplin说。“在MINERvA,我们试图弄清楚中微子是如何与不同种类的物质相互作用的,为了做到这一点,我们使用了对中微子通量的预测。在我的论文中,我改进了这些预测。”

阿利亚加·索普林的中微子通量预测是从质子撞击原子产生其他粒子开始的。这个过程被称为强子产生。质子和原子之间的相互作用可能非常多样,并且在很大程度上取决于原子的种类、质子的能量和目标材料的厚度等条件。

阿利亚加·索普林收集了特定强子产生实验的结果和测量结果,这些实验精确地测量了产生了什么样的碎片以及它们的行为。利用对NuMI束流线上强子产生的精确了解,他创建了一个软件工具来计算NuMI中微子束流的中微子通量,名为“通量预测包”(Package to Predict the flux,简称PPFX)。

“因为我在费米佳博体育的工作而获得这个奖项对我来说是一种特殊的荣誉,因为正是对费米佳博体育的访问激发了我最初从事实验的灵感,”阿利亚加·索普林说。“我的同事们把它用于中微子实验,对我的工作给予了信任,我也感到非常荣幸。”

Aliaga Soplin的软件可以用于不同的实验,并且已经在新星实验中使用,并将成为未来加速器驱动的国际深地下中微子实验的基线。