A Large Hadron Collider ma (július 5-én) újra üzemel, és arra tervezték, hogy a részecskéket soha nem látott energiaszinten zúzza össze.
Az Nagy hadronütköztető (LHC) a világ legnagyobb és legerősebb részecskegyorsítója. Található CERN A svájci Genf közelében a 17 mérföldes (27 kilométeres) kör ma működik, miután négy évet töltött offline frissítések miatt. A javítások befejeztével a tudósok az óriásgyorsító segítségével protonokat akarnak összetörni rekordenergiájú, akár 13,6 billió elektronvolt (TeV) rekordenergiával – ez az energiaszint növeli annak valószínűségét, hogy a gyorsító részecskéket termel, amelyeket a tudomány még nem figyelhet meg. .
A gyorsító részecskenyaláb frissítések több mint megnövelték teljesítménytartományukat; A kompresszió szintjének növelése, a nyalábok részecskékkel való sűrűbbé tétele olyannyira megnöveli az ütközés valószínűségét, hogy a gyorsító várhatóan több részecskekölcsönhatást fog felvenni a harmadik spinje során, mint két korábbi kísérletében együttvéve. Az előző két időszakban, 2009-től 2013-ig, valamint 2015-től 2018-ig, kukorica A Smasher továbbfejlesztette a fizikusok megértését arról, hogyan hatnak egymásra az anyag építőkövei – ún Alapforma Ez vezetett a régóta várt felfedezéshez Higgs-bozonA megfoghatatlan részecske, amely megadja minden anyagnak a tömegét.
Összefüggő: Egy „X részecskét” fedeztek fel az idők hajnalából a Nagy Hadronütköztetőben
De a gyorsítókísérletek ellenére, amelyek 3000 tudományos közleményt készítettek sok kis felfedezésről és a mélyebb fizika érdekes utalásairól, a tudósok még nem találtak meggyőző bizonyítékot új részecskékre vagy teljesen új fizikára. A frissítés után remélik, hogy ez változni fog.
„Mérjük a Higgs-bozon anyaggal való kölcsönhatásának erősségét, és soha nem látott pontosságra kényszerítjük a részecskéket, és folytatjuk a kutatást a Higgs-bozon lebomlása után. sötét anyag Amellett, hogy további Higgs-bozonokat keresünk.” – Andreas Hooker, a Large Hadron Collider szóvivője Atlas együttműködésegy nemzetközi projekt, amelyben fizikusok, mérnökök, technikusok, diákok és kisegítő személyzet vesz részt. nyilatkozat (Új lapon nyílik meg).
Az LHC 17 mérföldes földalatti hurkán belül a protonok közel fénysebességgel mozognak, mielőtt ütköznének egymással. Eredmények? Új és néha furcsa részecskék képződnek. Minél gyorsabban mennek a protonok, annál nagyobb az energiájuk. Minél nagyobb az energia, annál nagyobb molekulatömeget tud előállítani, ha összetöri őket. Az olyan kukoricadarálók, mint az LHC, észlelik a potenciális új részecskéket az árulkodó bomlástermékek keresésével, mivel a nehezebb részecskék általában rövid életűek, és azonnal könnyebb részecskékre bomlanak.
Az LHC egyik célja, hogy tovább vizsgálja a Standard Modellt, azt a matematikai keretrendszert, amelyet a fizikusok a világon ismert összes alapvető részecske leírására használnak. Világegyetem és azokat az erőket, amelyekkel kölcsönhatásba lépnek. Bár a modell az 1970-es évek közepe óta létezik végleges formájában, a fizikusok korántsem elégedettek vele, és folyamatosan új módszereket keresnek a tesztelésére, és szerencsés esetben új fizikákat fedeznek fel, amelyek kudarcot vallanak.
Ennek az az oka, hogy a modell, annak ellenére, hogy az eddigi legátfogóbb és legpontosabb, hatalmas hiányosságokkal rendelkezik, így teljesen képtelen megmagyarázni, hol van az gravitáció Ki, miből áll a sötét anyag, vagy miért van sokkal több anyag, mint Antianyag az univerzumban.
Míg a fizikusok a továbbfejlesztett gyorsítóval szeretnék megvizsgálni a Standard Modell szabályait, és többet megtudni a Higgs-bozonról, az LHC négy fő detektorának frissítése azt is jó helyzetbe hozza, hogy a már ismerteken túlmenően keressenek fizikát. Az LHC-k fő detektorait – az ATLAS-t és a CMS-t – továbbfejlesztették, hogy több mint kétszer annyi adatot gyűjtsenek, mint korábban új küldetésük során, hogy olyan részecskék után kutassanak, amelyek két ütközés során is fennmaradhatnak; Az LHCb detektor pedig, amely immár 10-szer több adatot gyűjt, mint korábban, meg fogja keresni a töréseket az univerzum alapvető szimmetriáiban, és magyarázatot keres arra, hogy az univerzum miért tartalmaz több anyagot, mint antianyagot.
Összefüggő: A fizikusok egy soha nem látott részecskét fedeznek fel az asztallapon
Eközben az ALICE detektort futtatják a nagyenergiájú ionütközések tanulmányozására, amelyek 50-szeresére nőnek a korábbi futtatásokhoz képest. Az ionok összetörésekor az ionok – atommagok, amelyek elektromos töltést adnak le az elektronok eltávolításával a pályájukról – egy primordiális szubatomi levest hoznak létre, amelyet kvark-gluon plazmának neveznek, egy olyan halmazállapotot, amely csak az első mikroszekundumban létezett. a nagy robbanás.
E kutatási erőfeszítések mellett egy kisebb csoportból álló csoport más fizikai rejtélyek gyökereit is vizsgálja kísérletekkel, amelyek a protonok belsejét vizsgálják. viselkedés vizsgálata kozmikus sugarak; És egy hosszú elméleti mágneses monopólus keresése, egy hipotetikus részecske, amely egy elszigetelt mágnes, amelynek csak egy mágneses pólusa van. Ezekhez hozzáadódik még két új kísérlet, a FASER (Advanced Search Experiment) és az SND (Scattering and Neutrino Detector), amelyek két új detektor telepítésével váltak lehetővé, miközben a gyorsítót nemrég leállították. A FASER nagyon könnyű és gyengén kölcsönható részecskéket, például neutrínókat és sötét anyagot fog keresni, az SND pedig kizárólag neutrínókSzellemszerű részecskék, amelyek a legtöbb anyagon át tudnak haladni anélkül, hogy kölcsönhatásba lépnének vele.
Az egyik részecskefizikus, akit különösen izgatott a keresése, a régóta várt axon, egy furcsa hipotetikus részecske, amely nem bocsát ki, nem nyel el és nem veri vissza a fényt, és a sötét anyag összetételének fő gyanúsítottja.
Az LHC harmadik fordulója a tervek szerint négy évig tart. Ez után az idő után az ütközések ismét leállnak a további frissítésekhez, amelyek még magasabb teljesítményszintre emelik a Collidert. A korszerűsítés és 2029-ben ismét működőképes LHC nagy fényerejű ütköztetője várhatóan az előző három ciklus összesített adatainak tízszeresét fogja rögzíteni.
Eredetileg a Live Science-en jelent meg.
„Utazási specialista. Tipikus közösségi média tudós. Az állatok barátja mindenhol. Szabadúszó zombinindzsa. Twitter-barát.”
More Stories
Hogyan óvjuk meg a földet attól, hogy égesse meg az erős napfény?
NASA: Új tervre van szükség a kőzetek visszajuttatására a Marsról
Mitől olyan kemények ezek a kis „vízi medvék”? Gyorsan helyreállítják a törött DNS-t.