Suche nach schwer fassbaren Higgs-Boson Teilchen auf Eis bis 2012
Eine der weltweit schwersten Partikel wird versteckt eine Weile zu bleiben scheint es.
Wissenschaftler am gigantischen Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) am CERN-Physik-Labor in der Schweiz haben eingepackt – zumindest für das Jahr 2011 – die Art von Experimenten, die einen Einblick in das lang ersehnte Higgs-Boson Teilchen gezeigt haben könnte.
Das Higgs-Boson, das wurde die Theorie aber nie beobachtet, wird gedacht, um alle anderen Teilchen ihre Masse geben. Physiker haben gehofft, Anzeichen dafür zu sehen, seitdem sie zusammenstoßenden Teilchen im LHC im Jahr 2008 begann. Doch gibt es noch keine Anzeichen für das Higgs.
"LHC ist es wunderbar, fantastisch, ausgeführt wird", sagte CERN-Physiker Christoph Rembser, arbeitet am ATLAS-Experiment des LHC. "Was nicht so fantastisch ist, dass wir noch nicht, nichts neues gesehen haben, und keine neuen Entdeckungen."
Dennoch mahnte zur Rembser und andere Vorsicht, sagen, dass sie im Voraus wussten, dass es genügend Daten zu sammeln, um neue Teilchen offenbaren dauern würde. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]
Nicht zu viel Zeit, aber: ein weiterer CERN Wissenschaftler schlägt vor, dass wenn das Teilchen schwer nächstes Jahr bleibt, sind die Chancen gibt es nicht.
Schalten Nägel mit Köpfen machen
Für 180 Tage in diesem Jahr war LHC kollidierenden Protonen zusammen in seiner unterirdischen Schleife 17 Meilen (27 Kilometer). Die großen Energien erstellt, wenn zwei dieser Teilchen ineinander Kopf auf hohem Tempo klatschte galten als Recht exotischen Teilchen wie dem Higgs auslösen.
Allerdings laufen diese Woche Physiker LHCs Proton-Proton abgesagt für dieses Jahr beabsichtigen, die verbleibenden Monate des Jahres 2011 mit schwerere Blei-Ionen (gefertigt aus 82 Protonen und noch mehr Neutronen) kollidieren.
Diese Abstürze sind so mächtig, sie können im wesentlichen einzuschmelzen Angelegenheit in einer Ursuppe seine Bausteine – winzige Partikel namens Quarks und Gluonen. Diese Quark-Gluon-Suppe zu studieren könnten Erkenntnisse über die wie Atome zu Beginn des Universums vor fast 14 Milliarden Jahren gebildet.
Die "God Particle"
Beim LHC startet im nächsten Jahr wieder, wollen Physiker die Suche nach dem Higgs-Boson fortgesetzt. Dieses Teilchen, manchmal genannt "God Particle" wegen seiner Bedeutung wird gedacht, um ein Partner-Higgs-Feld zugeordnet werden, die das Universum durchdringt.
Wenn andere Partikel aber dieses Feld Reisen, erwerben sie Masse, wie ein Objekt durch einen See Reisen nass wird. Dies ist der Mechanismus Wissenschaftler denken könnte erklären, warum Teilchen eine Masse haben.
Das Higgs-Modell ist so erfolgreich, dass es in das Standardmodell der Teilchenphysik, Wissenschaftler am besten Arbeitstheorie beschreiben die grundlegenden Bestandteile des Universums integriert wurde. [Infografik: kleinsten Teilchen der Natur seziert]
"Der alle neuen Physik, die wir auf der Suche nach [am LHC], das Higgs-Boson ist besondere in dem Sinne, dass es bereits in unseren Berechnungen enthalten sind," sagte CERN-Physiker Jonas Strandberg. "Für unsere Theorie richtig sein, benötigen wir das Higgs vorhanden sein. Wenn es nicht vorhanden ist, brauchen wir etwas um es zu ersetzen."
Kurvenfahrt das Higgs
Nur weil LHC hat nicht noch das Higgs gefunden, bedeutet das nicht, dass es nichts über die Teilchen noch nicht offenbart. Bei der Suche nach so lange, hat Atom Smasher bereits einige mögliche Orte beseitigt, die das Teilchen versteckt sein könnte.
"Wir wissen alles über das Higgs-Boson von unserer Theorie außer eine Sache, die die Masse es ist," sagte Strandberg LiveScience. "Je nach dieser Messe hat es bestimmte Eigenschaften. Wir haben eine Menge der Möglichkeiten für das Higgs ausgeschlossen. Aber was übrig bleibt, sind die wahrscheinlichsten Möglichkeiten. In diesem Sinne haben wir noch die interessantesten Links. Das schließen ein wenig länger dauert."
Wissenschaftler können jetzt sagen, mit 99 % Sicherheit, dass die Higgs-Masse zwischen 160 und 220 Giga-Elektronenvolt oder GeV ist nicht (zum Vergleich: ein Proton hat eine Masse von etwa 0.938 GeV). Aber andere Bereiche, wie zwischen 114 und 135 GeV und über 500 GeV, sind noch im Rennen um die Higgs-Masse.
"Bis zum nächsten Jahr, das wir werden alle mögliche Massen ausgeschlossen haben," sagte Strandberg. "Ich denke, wenn wir es im nächsten Jahr das Higgs-Boson nicht finden wie wir wissen, dass es nicht existiert."
Keine Enttäuschung
Obwohl einige Physiker das Higgs-Boson früher zu finden gehofft hatte, sagen die meisten, dass sie nicht enttäuscht sind.
"Was ich für, natürlich gehofft hätte ist es wäre einfacher gewesen, aber ich bin sehr zufrieden, denn die Ergebnisse sehr solide sind und die Experimente sind gut läuft," sagte Rembser. "Es gibt kein Weinen Physiker am CERN. "Es ist so viel Spaß zu untersuchen und in die Daten schauen, dass die Atmosphäre aktuell am CERN ist einfach fantastisch."
Und die meisten Forscher auch einen Mangel an Überraschung, die der große Preis nicht schon gekommen ist.
"Ich dachte, dass es fünf Jahre dauern würde", sagte Harvard Physiker Joao Guimaraes da Costa, Bestandteil LHCs-ATLAS-Team. "Ich denke, dass es tatsächlich sehr schnell vor sich geht."
Viele Physiker glaube sogar, dass die wahrscheinlichste Masse des Higgs in leichter Massenbereich liegt, die nicht noch genügend Tiefe vom LHC wurden sondiert hat. Für einige hätte es unerwartete das Teilchen bereits gefunden worden war.
Jedoch wenn das gleiche null Ergebnis noch an diese Zeit im nächsten Jahr steht, dürften viele weitere Experten überrascht sein.
"Wenn wir es überhaupt nicht finden, das ganz unerwartet wäre," sagte Strandberg. "Dies würde wirklich bedeuten, du musst alles überdenken, die wir über sie wissen, dass wir gelernt haben und dass wir für wahr halte."
LiveScience Redakteur Clara Moskowitz Twitter @ClaraMoskowitz verfolgt werden können. Für weitere Wissenschaftsnachrichten, LiveScience auf Twitter folgen @livescience.