Higgs-Boson, das World Wide Web: 7 große Entdeckungen am CERN


Die weltweit größte Atom Smasher, wo monumentale Entdeckungen wie die Erkennung von einmal schwer fassbaren Higgs-Boson Teilchen und die Schaffung von Antimaterie aufgetreten sind, feiert sein 60-jähriges bestehen heute (Sept. 29).

1954 gegründet, enthält der Europäischen Organisation für Kernforschung oder CERN, Genf an der französisch-schweizerischen Grenze in der Nähe einige der größten und modernsten Teilchenbeschleuniger der Welt.

Zu Ehren des Jahrestages der Lab sind hier ein paar der größten Entdeckungen am CERN in den vergangenen sechs Jahrzehnten. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

(1) die "God Particle"

Die Physik-Welt brach in Aufregung im Juli 2012, als Wissenschaftler mit dem Large Hadron Collider (LHC) am CERN, dass sie ein Teilchen entdeckt hatte, die aussah verkündete, das sogenannte Higgs-Boson sein.

In den 1960er Jahren der britische Physiker Peter Higgs Hypothese der Existenz eines Feldes, wodurch alle Partikel gezogen werden würde – wie Murmeln durch Melasse — die Partikel-Masse geben. Higgs gedacht dieses Feld wäre ein Teilchen zugeordnet – eines, das gedacht wird, um alle anderen Teilchen ihre Masse geben. Dieses Teilchen wurde bekannt als das Higgs-Boson. Es erhielt den Spitznamen "God Particle" nach einem 1993 Buch von Physiker Leon Lederman und Wissenschaftsjournalist Dick Teresi, aber viele Physiker – einschließlich Higgs selbst – lehnen den Begriff als sensationell.

Im Jahr 2012, nach einer jahrzehntelangen Jagd zwei Experimente am LHC entdeckt ein neues Elementarteilchen mit einem Gewicht von über 126 mal so viel wie ein Proton, die positiv geladenen Teilchen im Kern eines Atoms gefunden. Weniger als ein Jahr später, nach dem Physiker zwei-und-einhälfte Zeiten mehr Daten innerhalb der LHC gesammelt hatte, bestätigten die Forscher, dass das neu gewonnene Teilchen in der Tat das Higgs war.

Die Entdeckung des Higgs-Bosons repräsentiert das letzte Stück des Puzzles in das Standardmodell der Teilchenphysik, eine Theorie, die beschreibt, wie drei der vier Grundkräfte – elektromagnetische, schwache und starke Kernkräfte — auf der subatomaren Ebene interagieren (nicht jedoch Schwerkraft). Peter Higgs und belgischen Physiker Francois Englert erhielten den Nobelpreis in Physik im Jahr 2013 für ihre Vorhersage der Existenz des Higgs-Bosons.

2. schwache Neutralleiterströme

Im Jahre 1973, kam eine der ersten großen Entdeckungen aus CERN: die Erkennung von sogenannten schwachen Neutralleiterströme in einem Gerät namens Gargamelle-Blasenkammer.

Schwache Neutralleiterströme sind eine Möglichkeit, die subatomaren Teilchen über die schwache Kraft, eines der vier fundamentalen Wechselwirkungen in der Teilchenphysik interagieren können. Die Entdeckung der neutralen Ströme als die elektroschwache Kraft half zwei fundamentalen Wechselwirkungen der Natur (Elektromagnetismus und schwache Kernkraft) zu vereinheitlichen.

Theoretische Physiker Sheldon Glashow, Abdus Salam und Steven Weinberg vorhergesagt schwach Neutralleiterströme im selben Jahr, dass Wissenschaftler am CERN diese Ströme Existenz bestätigt. Die Theoretiker waren ein Nobelpreis für ihre Arbeit im Jahr 1979.

3. W und Z-Bosonen

1983 entdeckt sie ein Jahrzehnt nachdem CERN Wissenschaftler schwach Neutralleiterströme erkannt W und Z-Bosonen, Elementarteilchen, die die schwache Kraft vermitteln. Zwei W-Bosonen (W + und w-) haben die gleiche Masse aber gegenüber elektrischen Ladungen, während das Z-Boson kostenlos ist. Ihre Entdeckung war ein großer Segen für das Standard-Modell.

Mit Hilfe eines Teilchenbeschleunigers, genannt die Super Proton Synchrotron, führte Teilchenphysiker Carlo Rubbia und Simon van der Meer ein Team, das die Bosonen in Experimenten genannt UA1 und UA2 nachgewiesen. Die beiden Wissenschaftler erhielten den Nobelpreis in Physik im Folgejahr.

4. helle neutrinos

Im Jahr 1989 bestimmt CERN Wissenschaftler die Anzahl der Familien von Teilchen mit sogenannten leichten Neutrinos. Ungeladene Elementarteilchen mit sehr wenig oder gar keine Masse, Neutrinos nur selten mit anderen Teilchen interagieren und so werden manchmal genannt "ghost Partikel."

Die Entdeckung dieser Licht, geisterhafte Teilchen wurde bei großer Elektron-Positron Collider (LEP), mit einem Instrument namens ALEPH-Detektor. Die Ergebnisse vereinbart mit dem Standard-Modell. [Verdreht Physik: 7 mind-blowing Ergebnisse]

(5) Antimaterie

Antimaterie besteht aus Partikeln, die die gleiche Masse wie ein Teilchen der Materie, sondern eine entgegengesetzte elektrische Ladung (sowie andere Eigenschaften). Beim Kombinieren von Materie und Antimaterie zu vernichten sie einander loslassen enorme Mengen an Energie und Produktion von hochenergetischen Teilchen wie Gamma-Strahlen.

Im Jahr 1995 gelang es CERN Wissenschaftler eine Form von Antimaterie genannt Antiwasserstoff, eine negativ geladene Version von Wasserstoff, in der PS210-Experiment an der Low Energy Antiproton Ring. Jedoch die Antimaterie kollidierte mit Materie und wurde vernichtet, bevor Wissenschaftler studieren konnte.

Im Jahr 2010 CERN Antiwasserstoff Laser Physik Apparat (ALPHA) Team erstellt und eingepfercht Antiwasserstoff etwa ein Sechstel einer Sekunde, und im Jahr 2011 erhalten sie die Antimaterie länger als 15 Minuten.

(6) kostenlos Parität Verletzung

Eines der Geheimnisse der Kosmologie ist wie Materie existiert trotz der Anwesenheit von Antimaterie im Universum, denn die beiden sind in der Regel gegenseitig zu vernichten. Die Antwort hat mit einer Art der Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie zu tun.

Auf den ersten Blick die Gesetze der Physik wäre das gleiche Wenn ein Teilchen durch ihre Antiteilchen ersetzt wurden – ein Konzept, bekannt als kostenlos Parität Symmetrie (CP-Symmetrie). Aber Physiker am CERN konnten zeigen, dass kostenlos Parität verletzt wird.

Im Jahr 1964 Kernphysiker James Cronin und Val Fitch die ersten Beweise dafür gefunden, dass CP-Symmetrie gebrochen werden könnte – eine Entdeckung, für die sie den Nobelpreis im Jahr 1980 gewann. Aber der endgültige Beweis für die Verletzung dieser Symmetrie kam im Jahr 1999 mit dem NA48 Experiment am CERN und in einer parallelen Programmierung bei der US-Teilchenphysik Fermilab, in Batavia, Illinois.

(7) World Wide Web

Teilchen Physik beiseite, CERN ist der Geburtsort eines der weltweit bekanntesten Erfindungen: das World Wide Web (WWW). Im Jahr 1989 von britischen Wissenschaftler Tim Berners-Lee am CERN erfunden, Web ursprünglich als eine Möglichkeit für Wissenschaftler an Hochschulen auf der ganzen Welt wurde, Informationen zu teilen.

Die erste Website beschrieben das World Wide Web-Projekt, als auch wie Sie es verwenden, um Zugriff auf Dokumente oder einen Computerserver einrichten. Berners-Lee gehostet auf seinen nächsten Computer, die noch am CERN liegt im Internet.

Die WWW-Software wurde im April 1993 in die Public Domain gestellt und frei zur Verfügung gestellt wurde, so könnte jemand einen Webserver laufen oder verwenden Sie einen einfachen Browser. Und der Rest, wie sie sagen, ist Geschichte.

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