De Large Hadron Collider is vandaag (5 juli) opnieuw gestart en is ontworpen om deeltjes met ongekende energieniveaus tegen elkaar te slaan.
De Large Hadron Collider (LHC) is ’s werelds grootste en krachtigste deeltjesversneller. Gelegen in CERN In de buurt van Genève, Zwitserland, is de 27 kilometer lange lus vandaag in gebruik, na vier jaar offline te zijn geweest met het maken van upgrades. Nu die reparaties zijn voltooid, willen wetenschappers de gigantische versneller gebruiken om protonen met een recordenergie van maximaal 13,6 biljoen elektronvolt (TeV) tegen elkaar te slaan – een energieniveau dat de kans zou moeten vergroten dat de versneller deeltjes produceert die nog door de wetenschap moeten worden waargenomen. .
Accelerator deeltjesbundel upgrades hebben hun vermogensbereik meer dan vergroot; Het verhogen van het compressieniveau, waardoor de bundels dichter met deeltjes worden gemaakt, zal de kans op een botsing zo veel vergroten dat de versneller naar verwachting meer deeltjesinteracties oppikt bij zijn derde spin dan in zijn twee eerdere experimenten samen. Tijdens de twee voorgaande perioden, van 2009 tot 2013 en van 2015 tot 2018, maïs Smasher heeft het inzicht van natuurkundigen in hoe de bouwstenen van materie op elkaar inwerken gevorderd – genaamd Standaard vorm Het leidde tot de langverwachte ontdekking Higgs-deeltjeHet ongrijpbare deeltje dat alle materie zijn massa geeft.
Verwant: Een “X-deeltje” is ontdekt vanaf het begin der tijden in de Large Hadron Collider
Maar ondanks versnellerexperimenten, die 3000 wetenschappelijke artikelen hebben opgeleverd over vele kleine ontdekkingen en intrigerende hints van diepere fysica, hebben wetenschappers nog geen sluitend bewijs gevonden voor nieuwe deeltjes of geheel nieuwe fysica. Na deze upgrade hopen ze dat daar verandering in komt.
“We zullen de sterke punten van de interacties van het Higgs-deeltje met materie meten en de deeltjes tot ongekende precisie dwingen, en we zullen doorgaan met onze zoektocht naar het verval van het Higgs-deeltje. donkere materie Naast het zoeken naar extra Higgs-bosonen,” Andreas Hooker, woordvoerder van de Large Hadron Collider Atlas-samenwerkingeen internationaal project waarbij natuurkundigen, ingenieurs, technici, studenten en ondersteunend personeel betrokken zijn, zei hij in een uitspraak (Opent in een nieuw tabblad).
In de 17 mijl lange ondergrondse lus van de LHC bewegen protonen met bijna de lichtsnelheid voordat ze met elkaar in botsing komen. Resultaten? Er ontstaan nieuwe en soms vreemde deeltjes. Hoe sneller die protonen gaan, hoe hoger hun energie. Hoe hoger de energie, hoe groter de massa moleculen die je kunt produceren door ze tegen elkaar te slaan. Atoombrekers zoals de LHC detecteren potentiële nieuwe deeltjes door te zoeken naar veelbetekenende vervalproducten, aangezien zwaardere deeltjes meestal van korte duur zijn en onmiddellijk vervallen tot lichtere deeltjes.
Een van de doelen van de LHC is om het standaardmodel, het wiskundige raamwerk dat natuurkundigen gebruiken om alle fundamentele deeltjes die in de wereld bekend zijn, verder te onderzoeken. Universum en de krachten waarmee ze samenwerken. Hoewel het model sinds het midden van de jaren zeventig in zijn definitieve vorm bestaat, zijn natuurkundigen er verre van tevreden mee en zijn ze constant op zoek naar nieuwe manieren om het te testen en, als ze geluk hebben, nieuwe natuurkunde te ontdekken die zal mislukken.
Dit komt doordat het model, ondanks dat het de meest uitgebreide en nauwkeurige tot nu toe is, enorme hiaten vertoont, waardoor het totaal niet in staat is uit te leggen waar de kracht van zwaartekracht Van wie, waar is donkere materie van gemaakt, of waarom er zoveel meer materie is dan… antimaterie in het universum.
Hoewel natuurkundigen de verbeterde versneller willen gebruiken om de regels van het standaardmodel te onderzoeken en meer te weten te komen over het Higgs-deeltje, brengen upgrades naar de vier hoofddetectoren van de LHC het ook in een goede positie om naar fysica te zoeken die verder gaat dan wat al bekend is. De belangrijkste detectoren van de LHC’s – ATLAS en CMS – zijn geüpgraded om meer dan twee keer zoveel gegevens te verzamelen als voorheen tijdens hun nieuwe missie om te zoeken naar deeltjes die kunnen blijven bestaan tijdens twee botsingen; En de LHCb-detector, die nu 10 keer meer gegevens verzamelt dan voorheen, zal zoeken naar breuken in de fundamentele symmetrieën van het heelal en naar verklaringen waarom het heelal meer materie dan antimaterie bevat.
Verwant: Natuurkundigen ontdekken een nooit eerder gezien deeltje op een tafelblad
Ondertussen zal de ALICE-detector worden gebruikt om botsingen met ionen met hoge energie te bestuderen, die een 50-voudige toename zullen hebben in vergelijking met eerdere runs. Wanneer de ionen tegen elkaar worden geslagen, produceren de ionen – atoomkernen die een elektrische lading afgeven door elektronen uit hun orbitale schil te verwijderen – een primordiale subatomaire soep genaamd quark-gluon-plasma, een toestand van materie die alleen bestond tijdens de eerste microseconden na de grote explosie.
Naast deze onderzoeksinspanningen zal een groep kleinere groepen de wortels van andere fysieke mysteries onderzoeken door middel van experimenten die het interieur van protonen zullen bestuderen. gedragsonderzoek kosmische stralen; En de zoektocht naar een lange theoretische magnetische monopool, een hypothetisch deeltje dat een geïsoleerde magneet is met slechts één magnetische pool. Daarbij komen nog twee nieuwe experimenten, genaamd FASER (Advanced Search Experiment) en SND (Scattering and Neutrino Detector), die mogelijk werden gemaakt door de installatie van twee nieuwe detectoren terwijl de versneller onlangs werd uitgeschakeld. FASER zal zoeken naar zeer lichte en zwak interagerende deeltjes, zoals neutrino’s en donkere materie, en SND zal uitsluitend zoeken naar neutrino’sspookachtige deeltjes die door de meeste materie kunnen reizen zonder er interactie mee te hebben.
Een deeltjesfysicus die bijzonder enthousiast is om ernaar te zoeken, is het langverwachte axon, een vreemd hypothetisch deeltje dat geen licht uitstraalt, absorbeert of reflecteert, en een hoofdverdachte is van waar donkere materie van is gemaakt.
Deze derde ronde van de LHC zal vier jaar duren. Na die tijd worden de botsingen weer gestopt voor verdere upgrades die de Collider naar nog grotere krachtniveaus zullen duwen. Eenmaal geüpgraded en weer operationeel in 2029, zal de LHC’s high-luminosity collider naar verwachting 10 keer de gegevens van de vorige drie cycli samen vastleggen.
Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.
“Bierliefhebber. Toegewijde popcultuurgeleerde. Koffieninja. Boze zombiefan. Organisator.”
More Stories
Cambridge-wetenschappers onthullen een nieuwe theorie over de oorsprong van de bouwstenen van het leven
Hubble viert zijn 34e verjaardag met een prachtig zicht op de Kleine Halternevel
Begraven in de Cat's Claw Nebula ligt een van de grootste ruimtedeeltjes ooit gezien