Amped-Up Atom Smasher Zal Op Zoek Naar Nieuwe Deeltjes, Donkere Materie

{h1}

's werelds grootste particle smasher, de large hadron collider op cern, zal opnieuw opstarten voor zijn tweede driejarige run, met tweemaal de energie die hij eerder had.

'S Werelds grootste deeltjesversneller, die in 2012 het lang gezochte Higgs-boson op beroemde wijze ontdekte, zal binnenkort weer opstarten met bijna het dubbele van de energie van zijn eerste run.

Na een onderbreking van twee jaar voor upgrades, zal de Large Hadron Collider (LHC), bij de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN) in Zwitserland, deeltjesbotsingen kunnen produceren met een energie van 13 teraelectron volt (TeV) tegen mei, in vergelijking met de 8-TeV-botsingen tijdens eerdere operaties, zeiden CERN-functionarissen vandaag op een persconferentie (12 maart).

Door naar deze botsingen met hogere energie te kijken, hopen onderzoekers verder te kijken dan het standaardmodel van deeltjesfysica, de heersende theorie die de fundamentele deeltjes beschrijft en hoe ze op elkaar inwerken. Dit kan onder andere het vinden van andere Higgs-bosonen zijn, of het produceren van donkere materie, de mysterieuze substantie die goed is voor ongeveer 85 procent van de totale materie in het universum, aldus onderzoekers. [Beyond Higgs: 5 ongrijpbare deeltjes die zich in het heelal kunnen bevinden]

"We zijn weer op weg naar onontgonnen gebied", zegt David Charlton, een woordvoerder van ATLAS, een van de twee LHC-experimenten die in juli 2012 bewijs vonden van een deeltje met de kenmerken van het Higgs-deeltje, een deeltje waarvan gedacht werd dat het alle andere deeltjes zou geven. hun massa.

De LHC bestaat uit een 17 mijl lange (27 kilometer) ring van supergeleidende magneten die deeltjes versnelt tot bijna de snelheid van het licht. De LHC produceert twee bundels protonen en botst ze op vier locaties in de machine. Om de magneten supergeleidend te maken, worden ze gekoeld met vloeibaar helium tot minus 456,3 graden Fahrenheit (minus 271,3 graden Celsius), een temperatuur die kouder is dan de buitenruimte.

In het eerste bedrijfsseizoen, dat duurde van 2009 tot 2012, kon de LHC botsingen produceren met energieën tot 8 TeV. De ontdekking van een Higgs-achtig deeltje - waarvan het bestaan ​​wetenschappers al lang theoretiseerden - hielp het Standaardmodel bevestigen, de theorie die met succes bijna alle experimentele deeltjesfysica heeft verklaard. Maar om verder te kijken dan dit model en nieuwe fysica te ontdekken, zijn botsingen met hogere energie nodig.

Tijdens zijn twee jaar durende sluiting onderging de LHC substantieel onderhoud en upgrades, zei Frederick Bordry, CERN's directeur van versnellers en technologie, op de persconferentie. Deze omvatten het versterken van de verbinding tussen de magneten, het verbeteren van de bescherming tegen een supergeleidende doorslag (of uitdoving) van de magneten, het verbeteren van de stralingsbeschermings- en koelsystemen, en het verdubbelen van het aantal "bosjes" van protonen die in de collider werden geïnjecteerd om meer botsingen te produceren, Zei Bordry.

In het weekend voerden technici de eerste test uit om deeltjesstralen in de LHC te injecteren. De collider zal binnen twee weken operationeel zijn, maar het zal ongeveer twee maanden duren voordat de LHC de eerste botsingen voor de natuurkunde zal maken, zei Ralph Heuer, directeur-generaal van CERN. [Wacky Physics: de coolste kleine deeltjes in de natuur]

Ondertussen kunnen onderzoekers niet wachten om nieuwe fysica te zoeken.

Een van hun belangrijkste aandachtspunten zal het Higgs-deeltje zijn. Wetenschappers willen bijvoorbeeld zien of het deeltje op onverwachte manieren vervalt en of er andere Higgs-bosonen zijn.

"In gezinnen met slechts één kind gedraagt ​​het kind zich heel anders dan in een gezin met 10 kinderen," zei Heuer. Als de Higgs een van de vele blijkt te zijn, heeft deze verschillende eigenschappen ten opzichte van het standaardmodel en 'hebben we een idee waar we heen moeten', voegde Heuer toe.

Een ander gebied dat de opgewaardeerde LHC kan onderzoeken, is donkere materie, die nog niet direct is gedetecteerd. Dat is een van de focussen van CMS, het andere experiment dat het bewijs van de Higgs vond, zei CMS-woordvoerder Tiziano Camporesi. Einstein's beroemde vergelijking E = mc ^ 2 zegt dat massa gelijk is aan energie. "Dus, als we een nieuwe staat van materie willen produceren, moeten we de energie hebben om het te produceren," zei Camporesi.

Naast de Higgs en donkere materie, zou de LHC wetenschappers een glimp kunnen geven van de omstandigheden die direct na de oerknal aanwezig waren. ALICE, een ander LHC-experiment, zal nu omstandigheden kunnen bestuderen die "nog heter, zelfs langer leefden en zelfs gewelddadiger zijn" dan voorheen zei ALICE-woordvoerder Johannes Wessels vandaag.

Tijdens de persconferentie herhaalden wetenschappers de uitdrukking "als de natuur vriendelijk voor ons is". Maar wat gebeurt er als de onderzoekers niets vinden?

Zelfs als de LHC geen nieuwe deeltjes vindt, kan het nog steeds gegevens verzamelen die de nauwkeurigheid van de metingen verbeteren, aldus de onderzoekers.

"Als we iets niet direct vinden, kunnen we misschien iets indirect vinden," zei Heuer.

Volg Tanya Lewis op tjilpen. Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: Op zoek naar de kern - Deel 1: De deeltjesversneller van CERN.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com