Glavni Novice Veliki hadronski trkalnik se prebuja po 3-letnem spanju in lahko pomaga razložiti, zakaj vesolje obstaja.

Veliki hadronski trkalnik se prebuja po 3-letnem spanju in lahko pomaga razložiti, zakaj vesolje obstaja.

Veliki hadronski trkalnik v CERN-u.

Veliki hadronski trkalnik v CERN-u se pripravlja na svojo tretjo vožnjo. (Avtorstvo slike: Maximilien Brice/CERN)

Največji trkalnik delcev na svetu se pripravlja, da bo atome razbil močneje kot kdaj koli prej.

Po triletnem premoru načrtovanega vzdrževanja, nadgradenj in zamud zaradi pandemije je Veliki hadronski trkalnik (LHC) se pripravlja na zagon svojega tretjega in najmočnejšega poskusnega obdobja. Če bodo vsi začetni testi in preverjanja, ki se začnejo ta mesec, šli dobro, bodo znanstveniki s poskusi začeli junija in do konca julija počasi dosegli polno moč, so povedali strokovnjaki za Live Science.

Nova serija bi lahko končno razkrila dolgo iskane 'desničarske' različice sablasnih delcev, imenovanihnevtrini; poiščite izmuzljive delce, ki sestavljajotemna snov, ki izvaja gravitacijo, vendar ne vpliva na svetlobo; in celo pomagajo razložiti, zakaj vesolje sploh obstaja.

„Dokončanje tako imenovane dolge zaustavitve 2, ki je bila prvotno načrtovana za dve leti, vendar je bila zaradi pandemije COVID-19 podaljšana za eno leto, je zagotovila priložnost za uvedbo neštetih, tako preventivnih kot korektivnih, vzdrževalnih operacij, ki so potrebnih za upravljanje tako 27 kilometrov dolgega (17 milj) kompleksnega stroja, je za Live Science povedal Stephane Fartoukh, fizik pri Evropski organizaciji za jedrske raziskave (CERN), ki upravlja LHC.

Od leta 2008 je LHC z neverjetno hitrostjo zdrobil atome skupaj, da bi našel nove delce, kot je Higgsov bozon, osnovni delec in zadnji manjkajoči delček v standardnem modelu, ki opisuje temeljne sile in delce v vesolju.

Sorodno: Ali bi lahko napačno obnašanje nevtrinov pojasnilo, zakaj obstaja vesolje?

V prihajajoči tretji izvedbi se bodo nadgrajene zmogljivosti trkalnika osredotočale na raziskovanje lastnosti delcev v standardnem modelu, vključno z Higgsov bozon , in lov za dokazi o temni snovi.

Poleg drugih nalog je Eksperiment ATLAS , največji detektor delcev v LHC, bo poskušal odgovoriti na vprašanje, ki že desetletja bega znanstvenike: Zakaj so vsi nevtrini zaznani tako daleč? Večina delcev ima levo- in desnosučne okuse – ki opisujejo, kako se delci vrtijo in premikajo – in domnevajo, da imajo dvojčka antimaterije – ki imata enako maso, a nasprotni električni naboj. V teoriji bi morali obstajati desnosučni nevtrini, vendar še nihče ni našel izmuzljivega desnosučnega nevtrina, levosučnega antinevtrina ali antimaterijskega dvojčka navadnemu nevtrinu. glede na Fermilab (odpre se v novem zavihku). Glede na izjava (odpre se v novem zavihku)iz sodelovanja ATLAS.

'Navdušena sem, da znova dobim podatke in vidim, kaj lahko vidimo pri različnih iskanjih,' je za Live povedala Rebeca Gonzalez Suarez, fizičarka CERN, koordinatorka izobraževanja in ozaveščanja za sodelovanje ATLAS in izredna profesorica na univerzi Uppsala na Švedskem. Znanost. 'Morda bo tam notri presenečenje.'

Prihajajoča serija LHC bo predstavila tudi dva nova fizikalna eksperimenta: detektor sipanja in nevtrinov (SND) in eksperiment iskanja naprej (FASER). FASER bo za eksperiment ATLAS uporabil detektor, ki se nahaja 1575 čevljev (480 metrov) od mesta trka, s ciljem zbiranja neznanih eksotičnih delcev, ki lahko prepotujejo velike razdalje, preden razpadejo v zaznavne delce – na primer potencialno šibko medsebojno delujoče masivne delce, ki komaj medsebojno delujejo s snovjo in lahko tvorijo temno snov. Poddetektor FASER, FASERν in SND bosta namenjena odkrivanju visokoenergijskih nevtrinov, za katere je znano, da nastajajo na mestu trka, vendar še nikoli niso bili odkriti. Takšna odkrivanja bodo znanstvenikom pomagala razumeti te delce bolj podrobno kot kdaj koli prej.

Lahko pa se lotijo ​​tudi druge uganke. Snov in antimaterija naj bi bili proizvedeni v enakih količinah ob velikem poku. V teoriji to pomeni, da bi se morali uničiti ob stiku in za seboj ne pustiti ničesar. Vendar naše vesolje obstaja in je večinoma snov.

'Ta dva poskusa poskušata rešiti nekatere največje uganke v fiziki, kot so narava temne snovi, izvor mase nevtrinov in neravnovesje med snovjo in antimaterijo v današnjem vesolju,' je Fartoukh povedal Live Science po elektronski pošti. .

Nove nadgradnje bodo omogočile LHC-ju, da razbije delce močneje kot kdaj koli prej – do energije 6,8 teraelektronvoltov, kar je več od prejšnje meje 6,5 teraelektronvoltov – kar bi LHC-ju lahko omogočilo, da vidi nove vrste delcev. LHC bo tudi pogosteje zbijal atome skupaj, kar naj bi znanstvenikom olajšalo iskanje neobičajnih delcev, ki zelo redko nastanejo med trki. Nadgradnje detektorja LHC bodo njegovim instrumentom omogočile zbiranje visokokakovostnih podatkov o tem novem energijskem režimu. Toda medtem ko bodo poskusi LHC vsako sekundo zagotovili terabajte podatkov, jih je mogoče shraniti in preučiti le delček. Tako so znanstveniki v CERN-u izboljšali avtomatizirane sisteme, ki najprej obdelajo podatke in izberejo najbolj zanimive dogodke, ki jih shranijo in kasneje preučijo znanstveniki.

'[LHC] povzroči 1,7 milijarde trkov na sekundo. Nemogoče je obdržati vse te podatke, zato moramo imeti strategijo za izbiro dogodkov, za katere menimo, da so zanimivi,' je Gonzalez Suarez povedal za Live Science. 'Za to uporabljamo posebne dele naše strojne opreme, ki pošiljajo signale, ko je nekaj videti zanimivo.'

Tretja serija bo predvidoma trajala do konca leta 2025. Znanstveniki že razpravljajo o naslednjem krogu nadgradenj, ki bodo izvedene po 3. fazi za fazo visoke svetilnosti LHC, kar bo še povečalo število sočasnih trkov in energij ter izboljšalo občutljivost instrumentov.

Prvotno objavljeno dne Znanost v živo .

Zanimivi Članki