高能中微子是极其罕见的粒子，迄今为止很难检测到。IceCubeCollaboration早在2013年就首次检测到了这些稀有粒子的通量。

最近发表在《物理评论D》和《天体物理学杂志快报》上的论文发现，附近的超新星，尤其是银河超新星，可能是高能中微子的有希望的来源。这激发了新的研究，探索使用大型粒子对撞机探测器(例如欧洲核子研究中心的ATLAS探测器)探测源自这些来源的中微子的可能性。

哈佛大学、内华达大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员最近证明，ATLAS探测器可以测量高能超新星中微子的通量。他们发表在《物理评论快报》上的新论文可能会激发未来旨在探测高能中微子通量的努力。

“CarlosA.Argüelles、AliKheirandish和我在圣巴巴拉的KITP研讨会上会面，并发现高能超新星中微子不仅是大型中微子探测器，而且也是粒子物理探测器的有希望的目标，”KohtaMurase博士说-该论文的作者告诉Phys.org。“在研究中微子的特性(味道、反中微子、新物理等)方面，大型强子对撞机的ATLAS等对撞探测器比IceCube等中微子探测器要好得多。”

中微子-核子截面、ATLAS的质量以及来自给定超新星的中微子通量随时间的变化都是已知的。通过综合考虑这些已知量的一个组成部分，Murase和他的同事能够估计出在ATLAS探测器中直接相互作用的中微子数量。

“我们还考虑了在探测器外部的地球中相互作用的中微子，并产生可以在探测器内探测到的μ子，”该论文的合著者AlexY.Wen说。“我们使用了一款名为LeptonInjector的软件，该软件对此类事件进行了建模，考虑了中微子通量、探测器几何结构等。这些计算为我们提供了给定超新星的中微子信号事件的估计数量。

“从那时起，根据我们对ATLAS硬件功能的了解，我们证明它可以将这些信号与背景区分开来，并恢复有关中微子的重要信息，例如其电荷和味道。”

根据他们的计算，Murase、Wen和他们的同事得出结论，即使统计数据有限，CERN大型强子对撞机(LHC)的ATLAS探测器也应该能够表征中微子的味道。此外，探测器应该能够区分中微子和反中微子。

“之前许多关于高能天体物理中微子的研究都依赖于使用水或冰的大体积探测器(例如Super-Kamiokande和IceCube)，”村濑说。“这项工作表明，对撞机实验中的大型粒子探测器，例如ATLAS和CMS，具有更好的能量和角分辨率以及粒子识别能力，可以作为独特的天体物理中微子探测器。这是强大的，并且是对传统方法的补充。”

最近的这篇论文强调了ATLAS和CMS对撞机探测器在未来探测源自银河超新星的高能中微子的潜力。因此，未来，它可能会激发ATLAS和CMS的合作，启动对银河系超新星高能中微子的搜索，可能有助于收集有关这些仅含有有限数量的中微子的稀有粒子的新见解。

“我们的工作将ATLAS和类似的密集仪器实验添加到监测天空的实验网络中，以寻找下一个银河系超新星，”参与这项研究的另一位研究人员卡洛斯·阿圭勒斯-德尔加多(CarlosArgüelles-Delgado)说。“想到从MeV到TeV能量等广泛实验高能物理领域的科学家们对此进行研究，我感到非常兴奋。”

Murase、Wen和他们的合作者计划继续探索这一新确定的研究途径。例如，在他们的下一步工作中，他们希望关注其他对撞机探测器如何有助于高能中微子的观测。

村濑补充道：“在我们未来的研究中，考虑其他对撞机探测器的前景以及对标准模型之外的物理学的影响可能会很有趣。”