Fermilab jagt seltene subatomaren Teilchen mit dieser 50-Fuß-Elektromagneten

Nur weil Fermilab abgeschaltet bedeutet seine berühmten Tevartron im Jahr 2011 nicht die gesamte Anlage mit ihm geschlossen. In der Tat ist die Gegend von Chicago Physiklabor Einschiffung auf einen günstigen Plan, um einige der weltweit mächtigsten Proton-Beam-Technologie bis Ende des Jahrzehnts entwickeln. Aber zuerst, Forscher zu installieren ein 50-Fuss-Durchmesser Elektromagneten ab 3.000 Meilen entfernt in ausgeliefert und die geheimen Leben der schwer fassbaren subatomaren Teilchen zu entsperren. Ohne Schweiß kein Preis, richtig?

Den Myon g-2-Ring genannt, diese 50 Fuß breit Stahl und Aluminium Elektromagneten ursprünglich residierte am Brookhaven National Laboratory, wo es half die Ausgangsdaten zu produzieren, die zur Identifizierung von Myonen, seltene subatomaren Teilchen mit einer Haltbarkeit von nur 2,2 geführt, Millionstel einer Sekunde in den 1990er Jahren. Das Problem war, dass der Protonenstrahl am Brookhaven war nicht stark genug, um die genauen Merkmale der Myonen, speziell ihre wackeln richtig herauskitzeln. Sehen Sie, wenn Sie in einem elektromagnetischen Feld, eingeführt Myonen leicht, wie ein Kreisel wackeln werden, die an Dynamik verliert. Forscher konnten auf sechs Dezimalstellen den genauen Wert der die wackeln, berechnen aber sie was gesehen haben war nicht mit Äußerungen, sie sollten ihre Berechnungen Verzahnung. Es besteht die Möglichkeit, Forscher stellten fest, dass ein unbekanntes Teilchen könnte dahinter aber ihre untermotorisierten Protonenstrahl verursacht große Fehlermargen und erbrachte die Daten statistisch nicht signifikant.

"Fermilab erzeugen kann einen viel intensiven und reinen Strahl der Myonen, sodass das Myon g-2 Experiment, Fehlertoleranz, schließen kann", sagte Chris Polly, Projektleiter für Fermilab, Pressemitteilung. "Wenn wir das tun können, kann dieses Experiment zeigen, dass es spannende Wissenschaft erwartet darüber hinaus, was wir beobachtet haben."

Thats, warum Fermilab verbringen Sie $ 3 Millionen Versand den Ring aus Long Island, New York, nach unten um die Spitze von Florida über Kahn, und sichern Sie den Mississippi Fluß in Illinois. Der Umzug war überaus langsam mit dem Landweg Höchstgeschwindigkeit von nur 10 km/H – wie ein Umzug der Raumfähre durch die Innenstadt von LA waren die Raumfähre fünf Fahrspuren breit, 17 Tonnen wog und konnte nicht mehr als 2 mm ohne Flex erlaubt sein. Aber hey, es ist immer noch billiger als weht $ 30 Millionen um einen neuen eine vor Ort zu bauen.

Der Ring angekommen am Fermilab am vergangenen Donnerstag, viel zu Glee ansässige Forscher und nach seiner Inbetriebnahme führen zur Identifizierung der Teilchen der dunklen Materie könnte, oder zumindest erklären warum Myon Magnetismus aus dem mathematischen Modell um einen theoretischen Wert von zwei immer ausgeschaltet ist.

"Das Unterschied mit zwei, weil die virtuelle Quantenteilchen schwankt innerhalb und außerhalb des Vakuums entsteht, so sie auftauchen und wieder verschwinden, aber sie das Myon Magnetismus ändern" Bradley Roberts, ein Boston University Physik Professor hilft das Fermilab Experiment führen, sagte der Chicago Tribune.

Hier kommt der neue Myon g-2 Ring. Es erzeugt ein sehr präzise Magnetfeld, die Forscher genauer messen das Myon wackeln lässt. Aber zuerst musst Fermilab Techniker einen Strom von Myonen zu produzieren. Dies geschieht durch Zerschlagung Klumpen von Protonen, 10¹² Partikel in jedem Cluster zusammen 12 Mal pro Sekunde in ein festes Ziel. Dieser Prozess erzeugt Pionen, die dann, in den 45-Fuß-Durchmesser Myon Lieferung Ring über eine Reihe von Magneten geführt werden bis sie verfallen in Myonen zu beenden. Von dort sind die neuen Myonen schnell auf die neue 50-Fuß-Präzision-Speicherring für die Beobachtung über pendelte.

Das Fermilab Myon g-2 erklärt Experiment Seite:

Wenn Sie in ein Magnetfeld, das Myon platziert – mit seiner Bar-Magnet-in-Miniatur – Herstellungsprozesse durch das Drehmoment, das magnetische Feld auf das Myon drehende magnetische Moment übt. Das Myon g-Wert, wird durch Partikel, die erscheinen und verschwinden in den luftleeren Raum verändert. So ist die Myon-Präzession-Rate auch verändert, durch die Menge g-2.

Das Standardmodell der Teilchenphysik macht eine sehr genaue Vorhersage der Myon-G2, genau um 400 Teile pro Milliarde. Das Fermilab Myon g-2 Experiment soll eine Messung zu machen, die präzise auf 140 Teile pro Milliarde ist. Dies entspricht der Länge eines Fußballfeldes mit einer Genauigkeit von einem Zehntel der Dicke eines menschlichen Haares. Mit dieser erhöhten Präzision können Wissenschaftler die experimentelle g-2 Messung zur Standardmodell Vorhersage vergleichen. Der Unterschied zwischen den beiden Werten sollte eine eindeutige Antwort auf die Frage liefern, gibt es neue, bisher unbeobachteten Teilchen und Kräfte, die in der Natur existieren?

"Es könnte sein, eine große Entdeckung" sagte Fermilab Sprecher Lee Roberts die Tribune, potenziell eröffnet ein völlig neues Gebiet der Teilchenphysik. Wir müssen Sie aber herausfinden, ein bisschen warten. Der Magnetring erfordert weitere drei Jahre Aufbau und Montage, bevor sie versuchen, hoffentlich im Jahr 2016 beginnen können. [Fermi Lab - CBS Local - Chicago Tribune - Top Bild: Brookhaven National Laboratory]