Geschichte von das größte Experiment der Geschichte fing auf Film

Am 4. Juli 2012 Wissenschaftler auf der ganzen Welt mit angehaltenem Atem wartete die Ankündigung, dass das lang ersehnte Higgs-Boson Teilchen entdeckt worden war. Die Feststellung – das Ergebnis das größte und teuerste Experiment der Geschichte — wurde gegründet um amtierende Modelle der Teilchenphysik zu bestätigen oder offenbaren Lücken im wissenschaftlichen Verständnis des Universums.

Ein neuer Dokumentarfilm folgt sechs Wissenschaftler beim Start der Maschine, die die Entdeckung ermöglichte, den Large Hadron Collider (LHC), einen gigantischen Teilchenbeschleuniger der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN), in der Schweiz, wie sie versuchen, die frühesten Momenten des Universums neu zu erstellen. "Partikel-Fieber" fängt die Wissenschaftler Gefühl von Spannung und Vorahnung führende bis zur Entdeckung des Higgs, die Teilchen, die erklärt, wie andere Teilchen ihre Masse.

"Ich wusste, dass dieses große Ereignis kam, und ich wollte es aufgezeichnet," sagte der Produzent David Kaplan, ein Physiker an der Johns Hopkins University in Baltimore, MD. "Ich wusste, es würde extrem dramatische wissenschaftlich und auch emotional für alle meine Kollegen werden" Kaplan sagte Leben Wissenschaft.

Der Film, der eine Gruppe von theoretischen und experimentellen Physikern vereint durch die Suche nach der Natur des Universums, Sonde mit der leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger der Welt in Washington, D.C., Sternen 5 März in New York und 21 März öffnet. Der LHC kollidiert mit nahe Licht-Geschwindigkeit um die 17 Meilen (27 Kilometer) von der Maschine Ring zwei Strahlen von Protonen (Teilchen, aus denen sich die Kerne der Atome). Die Kollisionen produzieren neue Teilchen, die die Zusammensetzung des Raumes selbst offenbaren könnte. [Fotos: Suche nach dem Higgs-Boson]

Der Film beginnt beim ersten Test von einem einzigen Protonenstrahl im September 2008. Zuschauer treffen Fabiola Gianotti, die ehemalige Sprecherin der ATLAS, eines der zwei LHC-Experimente, die erkannt, Higgs, sowie Experimentalphysiker Monica Dunford und Martin Aleksa, beide im ATLAS, wer auf Prominenz im Laufe des Experiments stieg. Mike Lamont, der LHC Strahl Einsatzleiter, auch Funktionen in dem Film. Lamont steht der gewaltige Herausforderung des LHC erfolgreichen Start und Betrieb zu gewährleisten.

Aber um zu verstehen warum Wissenschaftler am LHC, zuerst muss man verstehen, die Hypothesen, dass es auf die Probe stellt.

Supersymmetrie vs. Multiversum

Das Standardmodell der Teilchenphysik, abgeschlossen in den 1970er Jahren versucht zu erklären, den Ursprung der Materie und Kräfte im Universum. Das Modell sagt voraus, dass die Existenz von ein paar Elementarteilchen, einschließlich das Higgs-Boson, vom britischen Physiker Peter Higgs 1964 theoretisiert. Suche nach dem Higgs bestätigt die Existenz des Higgs-Feldes, und dieses Feld bietet alle anderen Teilchen ihre Masse.

Eine Erweiterung des Standardmodells bekannt als Supersymmetrie schlägt einem stark strukturierten und symmetrische Universum, in dem jedes Teilchen einen supersymmetrischen Zwilling hat, die noch nicht entdeckt zu werden. Ein weiterer, etwas radikale Hypothese besagt, das bekannte Universum Teil eines viel größeren, chaotischen Multiversums, in denen die Gesetze der Physik zufällig sind.

Der Film Gruben Kaplan und Stanford Theoretiker Savas Dimopoulos, Befürworter der Supersymmetrie, gegen der jungen Princeton Theoretiker Nima Arkani-Hamed, ein Befürworter der multiverse Idee. Der LHC bietet die Möglichkeit, diese Hypothesen zum ersten Mal testen. Wenn Supersymmetrie bewährt, sind Physiker auf dem richtigen Weg. Auf der anderen Seite "Wir fallen von einer Klippe" und finden, dass die Grundgesetze der Physik erweisen sich als zufällige, Kaplan sagte.

Größte Experiment in der Geschichte

Der Strahl-Test ging erfolgreich im Jahr 2008, aber ein paar Wochen später, eine katastrophale Explosion in der Anlage entlüftet flüssiges Helium, viele der Magnete im Inneren des LHC zu beschädigen.

"Der ganze Film verändert", sagte Regisseur Mark Levinson, der hinzufügte, er wisse nicht, wie lange es dauern würde, um den Schaden zu beheben, und ob der Film ein happy End hätte. Glücklicherweise Reparaturen wurden abgeschlossen, und der Collider war unternehmungslustig bis November 2009. [Sehen Sie einen Clip aus dem Film "Particle Fever"]

Schneller Vorlauf bis Juli 2012, und die Entdeckung des Higgs. Das Teilchen beobachtet von der LHC bestätigt, was Physiker schon lange vermutet hatten, aber auch erzogen neue Fragen.

Die meisten Supersymmetrie Modelle Vorhersagen ein Higgs-Teilchen mit einer Masse von etwa 115 Gigaelectronvolts oder GeV, während multiverse Modelle, eine schwerere Masse von etwa 140 Vorhersagen GeV. Das Higgs, beobachtet von der LHC war etwa 125 GeV — genau in der Mitte, die nicht bestätigen oder auszuschließen oder Theorie. Stattdessen, engt es lediglich die Möglichkeiten.

Es ist wie in den Wäldern verloren, und dann immer einen Hinweis auf die breiten Richtung, die Sie gehen sollten, Kaplan sagte, hinzufügen, "zumindest wissen Sie, welchen Weg Sie gehen."

Im nächsten Schritt werden die Wissenschaftler kollidieren Protonen bei höheren Energien, um festzustellen, ob noch mehr Partikel entstehen, wie vorhergesagt von Supersymmetrie. Der LHC wurde im Jahr 2013, mit Plänen, öffnen es mit doppelt soviel Leistung im Jahr 2015 für Upgrades heruntergefahren.

Die Filmemacher hoffen "Partikel-Fieber" gibt Publikum eine Aufwertung der Teilchenphysik und aufgeregt über das Lernen mehr. Als Kaplan sagte: "Wir wollen die Menschen zu kommen denken Physik ist genial."

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel wurde aktualisiert um 6:07 Uhr ET, um Verweise auf ungeprüfte korrigieren "Theorien" zu "Hypothesen" oder "Modelle".

Folgen Sie Tanya Lewis auf Twitter und Google + . Folgen Sie uns @livescience, Facebook & Google +.