Големият адронен колайдер стартира отново днес (5 юли) и е проектиран да разбива частици заедно на безпрецедентни нива на енергия.
The Голям адронен колайдер (LHC) е най-големият и най-мощен ускорител на частици в света. Разположен в ЦЕРН Близо до Женева, Швейцария, обиколката от 17 мили (27 километра) е готова и работи днес, след като прекара четири години офлайн в правене на надстройки. След завършването на тези ремонти учените искат да използват гигантския ускорител, за да разбиват заедно протони с рекордни енергии до 13,6 трилиона електронволта (TeV) – енергийно ниво, което трябва да повиши шансовете ускорителят да произвежда частици, които все още не са наблюдавани от науката. .
Надстройките на лъча на частиците на ускорителя повече от увеличиха обхвата на мощността си; Увеличаването на нивото на компресия, което прави лъчите по-плътни с частици, ще увеличи вероятността от сблъсък толкова много, че се очаква ускорителят да улови повече взаимодействия на частици при третото си завъртане, отколкото в двата предишни експеримента взети заедно. През предходните два периода от 2009 до 2013 г. и от 2015 до 2018 г. царевица Smasher е напреднал в разбирането на физиците за това как си взаимодействат градивните елементи на материята – т.нар Стандартна форма Това доведе до дългоочакваното откритие Хигс бозонНеуловимата частица, която придава на цялата материя нейната маса.
Свързани: От зората на времето в Големия адронен колайдер е открита „X частица“.
Но въпреки експериментите с ускорител, които са произвели 3000 научни статии за много малки открития и интригуващи намеци за по-дълбока физика, учените все още не са открили убедителни доказателства за нови частици или изцяло нова физика. След това надграждане те се надяват това да се промени.
„Ние ще измерим силата на взаимодействията на Хигс бозона с материята и ще принудим частиците да постигнат безпрецедентна прецизност и ще продължим търсенето на Хигс бозона да се разпадне. тъмна материя В допълнение към търсенето на допълнителни Хигс бозони,” Андреас Хукър, говорител на Големия адронен колайдер Атлас сътрудничествомеждународен проект, включващ физици, инженери, техници, студенти и помощен персонал, каза той в изявление (Отваря се в нов раздел).
Вътре в 17-километровата подземна верига на LHC протоните се движат почти със скоростта на светлината, преди да се сблъскат един с друг. Резултати? Образуват се нови и понякога странни частици. Колкото по-бързо се движат тези протони, толкова по-висока е тяхната енергия. Колкото по-висока е енергията, толкова по-голяма е масата на молекулите, които можете да произведете, като ги разбиете една в друга. Разбивачи на атоми като LHC откриват потенциални нови частици, като търсят издайнически продукти на разпадане, тъй като по-тежките частици обикновено са с кратък живот и веднага се разпадат на по-леки частици.
Една от целите на LHC е да проучи допълнително Стандартния модел, математическата рамка, която физиците използват, за да опишат всички основни частици, известни в света. Вселена и силите, с които си взаимодействат. Въпреки че моделът съществува в окончателната си форма от средата на 70-те години на миналия век, физиците далеч не са доволни от него и постоянно търсят нови начини да го тестват и, ако имат късмет, да открият нова физика, която ще се провали.
Това е така, защото моделът, въпреки че е най-изчерпателният и точен до момента, има огромни пропуски, което го прави напълно неспособен да обясни къде е силата на земно притегляне Кой, от какво е направена тъмната материя или защо има толкова много повече материя от Антиматерия във вселената.
Докато физиците искат да използват подобрения ускорител, за да изследват правилата на Стандартния модел и да научат повече за бозона на Хигс, надстройките на четирите основни детектора на LHC също го поставят в добра позиция за търсене на физика отвъд това, което вече е известно. Основните детектори на LHCs – ATLAS и CMS – са надградени, за да събират повече от два пъти повече данни, които са събирали преди в новата си мисия за търсене на частици, които могат да се задържат при два сблъсъка; А детекторът LHCb, който сега събира 10 пъти повече данни, отколкото преди, ще търси прекъсвания във фундаменталните симетрии на Вселената и обяснения защо Вселената съдържа повече материя, отколкото антиматерия.
Свързани: Физиците откриват невиждана досега частица, разположена върху плота на масата
Междувременно детекторът ALICE ще бъде пуснат за изследване на високоенергийни йонни сблъсъци, които ще имат 50-кратно увеличение на записаните в сравнение с предишни серии. Когато разбиват йоните заедно, йоните – атомни ядра, които отделят електрически заряд чрез премахване на електрони от тяхната орбитална обвивка – произвеждат първична субатомна супа, наречена кварк-глюонна плазма, състояние на материята, което съществува само през първите микросекунди след голямата експлозия.
В допълнение към тези изследователски усилия, група от по-малки групи ще изследват корените на други физически мистерии чрез експерименти, които ще изучават вътрешността на протоните. изследване на поведението космически лъчи; И търсенето на дълъг теоретичен магнитен монопол, хипотетична частица, която е изолиран магнит само с един магнитен полюс. Към тях са добавени два нови експеримента, наречени FASER (Advanced Search Experiment) и SND (Scattering and Neutrino Detector), които станаха възможни чрез инсталирането на два нови детектора, докато ускорителят наскоро беше спрян. FASER ще търси силно леки и слабо взаимодействащи частици, като неутрино и тъмна материя, а SND ще търси изключително неутринопризрачни частици, които могат да пътуват през повечето материя, без да взаимодействат с нея.
Един физик на елементарните частици, който е особено развълнуван да го търси, е дългоочакваният аксон, странна хипотетична частица, която не излъчва, абсорбира или отразява светлина и е основен заподозрян за това от какво е направена тъмната материя.
Този трети кръг на LHC е планиран да продължи четири години. След това време сблъсъците ще бъдат спрени отново за по-нататъшни надстройки, които ще издигнат Collider до още по-високи нива на мощност. След като бъде обновен и заработи отново през 2029 г., колайдерът с висока яркост на LHC се очаква да улови 10 пъти повече данни от предишните три цикъла, взети заедно.
Първоначално публикувано на Live Science.
„Тотален фен на Twitter. Нежно очарователен почитател на бекона. Сертифициран специалист по интернет.“
More Stories
Изследователите са открили начин да огъват светлината около ъглите и е лудост да го видим в действие
Тази зашеметяваща снимка на лице на мравка изглежда като нещо от кошмар: ScienceAlert
SpaceX изстреля 23 сателита Starlink от Флорида (видео и снимки)