Il Large Hadron Collider è stato riavviato oggi (5 luglio) ed è progettato per frantumare le particelle insieme a livelli energetici senza precedenti.
Il Large Hadron Collider (LHC) è l’acceleratore di particelle più grande e potente del mondo. Situato in CERN Vicino a Ginevra, in Svizzera, il circuito di 17 miglia (27 chilometri) è attivo e funzionante oggi dopo aver trascorso quattro anni offline a fare aggiornamenti. Una volta completate queste riparazioni, gli scienziati vogliono utilizzare l’acceleratore gigante per distruggere i protoni con energie record fino a 13,6 trilioni di elettronvolt (TeV), un livello di energia che dovrebbe aumentare le probabilità che l’acceleratore produca particelle ancora da osservare dalla scienza. .
Gli aggiornamenti del raggio di particelle dell’acceleratore hanno più che aumentato la loro gamma di potenza; Aumentare il livello di compressione, rendendo i fasci più densi di particelle, aumenterà la probabilità di una collisione così tanto che ci si aspetta che l’acceleratore raccolga più interazioni delle particelle al suo terzo giro di quanto non abbia fatto nei suoi due esperimenti precedenti messi insieme. Nei due periodi precedenti, dal 2009 al 2013 e dal 2015 al 2018, Mais Smasher ha una comprensione avanzata da parte dei fisici di come interagiscono i mattoni della materia, chiamati Modulo standard Ha portato alla tanto attesa scoperta bosone di HiggsLa particella sfuggente che dà a tutta la materia la sua massa.
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Ma, nonostante gli esperimenti sugli acceleratori, che hanno prodotto 3.000 articoli scientifici su molte piccole scoperte e accenni intriganti di fisica più profonda, gli scienziati devono ancora trovare prove conclusive di nuove particelle o di una fisica completamente nuova. Dopo questo aggiornamento, sperano che cambierà.
“Misureremo la forza delle interazioni del bosone di Higgs con la materia e forzeremo le particelle a una precisione senza precedenti, e continueremo la nostra ricerca del bosone di Higgs a decadere. materia oscura Oltre a cercare ulteriori bosoni di Higgs”, Andreas Hooker, portavoce del Large Hadron Collider Cooperazione Atlasun progetto internazionale che coinvolge fisici, ingegneri, tecnici, studenti e personale di supporto, ha affermato in a dichiarazione (Si apre in una nuova scheda).
All’interno del circuito sotterraneo di 17 miglia dell’LHC, i protoni si muovono quasi alla velocità della luce prima di scontrarsi tra loro. Risultati? Si formano particelle nuove e talvolta strane. Più veloci vanno quei protoni, maggiore è la loro energia. Maggiore è l’energia, maggiore è la massa di molecole che puoi produrre schiacciandole insieme. I demolitori atomici come l’LHC rilevano potenziali nuove particelle cercando prodotti di decadimento rivelatori, poiché le particelle più pesanti sono generalmente di breve durata e decadono immediatamente in particelle più leggere.
Uno degli obiettivi dell’LHC è esaminare ulteriormente il Modello Standard, la struttura matematica che i fisici usano per descrivere tutte le particelle fondamentali conosciute nel mondo. Universo e le forze con cui interagiscono. Sebbene il modello sia in circolazione nella sua forma finale dalla metà degli anni ’70, i fisici sono tutt’altro che soddisfatti e sono costantemente alla ricerca di nuovi modi per testarlo e, se fortunati, scoprire una nuova fisica che fallirà.
Questo perché il modello, nonostante sia il più completo e accurato fino ad oggi, presenta enormi lacune, il che lo rende completamente incapace di spiegare dove sia la forza di gravità Di chi, di cosa è fatta la materia oscura, o perché c’è così tanta materia in più Antimateria nell’universo.
Mentre i fisici vogliono utilizzare l’acceleratore aggiornato per esaminare le regole del Modello Standard e saperne di più sul bosone di Higgs, gli aggiornamenti ai quattro rivelatori principali dell’LHC lo mettono anche in una buona posizione per cercare la fisica oltre ciò che è già noto. I principali rivelatori di LHC – ATLAS e CMS – sono stati aggiornati per raccogliere più del doppio dei dati che facevano prima nella loro nuova missione di ricerca di particelle che possono persistere in due collisioni; E il rivelatore LHCb, che ora raccoglie 10 volte più dati rispetto a prima, cercherà interruzioni nelle simmetrie fondamentali dell’universo e spiegazioni sul perché l’universo contiene più materia che antimateria.
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Nel frattempo, il rivelatore ALICE verrà utilizzato per studiare le collisioni di ioni ad alta energia, che avranno un aumento di 50 volte di quelle registrate rispetto alle esecuzioni precedenti. Quando rompono gli ioni insieme, gli ioni – nuclei atomici che emettono una carica elettrica rimuovendo gli elettroni dal loro guscio orbitale – producono una zuppa subatomica primordiale chiamata plasma di quark-gluoni, uno stato della materia che esisteva solo durante i primi microsecondi dopo la grande esplosione.
Oltre a questi sforzi di ricerca, un gruppo di gruppi più piccoli indagherà le radici di altri misteri fisici attraverso esperimenti che studieranno gli interni dei protoni. indagine sul comportamento Raggi cosmici; E la ricerca di un lungo monopolo magnetico teorico, una particella ipotetica che sia un magnete isolato con un solo polo magnetico. A questi si aggiungono due nuovi esperimenti, chiamati FASER (Advanced Search Experiment) e SND (Scattering and Neutrino Detector), resi possibili dall’installazione di due nuovi rivelatori mentre l’acceleratore era stato recentemente spento. FASER cercherà particelle altamente leggere e debolmente interagenti, come neutrini e materia oscura, e SND cercherà esclusivamente neutriniparticelle spettrali che possono viaggiare attraverso la maggior parte della materia senza interagire con essa.
Un fisico delle particelle particolarmente entusiasta di cercarlo è l’atteso assone, una strana ipotetica particella che non emette, assorbe o riflette la luce, ed è uno dei principali sospettati di cosa sia fatta la materia oscura.
Questo terzo round dell’LHC dovrebbe durare quattro anni. Trascorso tale tempo, le collisioni verranno nuovamente interrotte per ulteriori aggiornamenti che spingeranno il Collider a livelli di potenza ancora maggiori. Una volta aggiornato e nuovamente operativo nel 2029, il collisore ad alta luminosità dell’LHC dovrebbe acquisire 10 volte i dati dei tre cicli precedenti combinati.
Originariamente pubblicato su Live Science.
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