Weltweit größte Atom Smasher Renditen: 4 Dinge, die es finden konnte

Der größte Teilchenbeschleuniger der Welt rüstet sich für eine weitere Auflage von smashing Partikel zusammen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit. Nach einer zweijährigen Pause für Upgrades der Large Hadron Collider (LHC) startet in diesem Jahr und wird voraussichtlich doppelt so leistungsfähig, wie war es bei der ersten Ausführung.

Im Jahr 2012 half der LHC Nachweis des Higgs-Bosons, das Teilchen finden, das gedacht wird, zu erklären, wie andere Teilchen ihre Masse. Die Entdeckung bestätigt theoretische Berechnungen vor Jahrzehnten und verstärkt das Standard-Modell, den derzeitigen Rahmen der Teilchenphysik.

Mit dem LHC geplant, um Energien stärker als alle bisherigen Teilchenbeschleuniger ausgeführt was hoffen Physiker, jetzt zu finden? [Fotos von der Large Hadron Collider]

Wenn der LHC bis heuer wieder ausgelöst wird, erreicht es Energie von 13 Billionen Elektronenvolt, mit genügend Strom um 1 Tonne Kupfer zu schmelzen. Dieser Lauf ist bis 2018 erwartet.

Auf der 2015 Tagung der American Association for Advancement of Science, Februar 12-16 in San Jose, Kalifornien, mehrere Forscher der Experimente sprach über ihre Erwartungen für die kommenden Jahre statt. "Wir sehen die ersten Risse in das Standard-Modell", sagt Michael Williams, Assistant Professor für Physik am MIT, die Daten aus dem LHC verwendet, um Materie und Antimaterie zu studieren.

In einem Teilchenbeschleuniger, einen Strom von Protonen – in der Regel Wasserstoff oder etwas schweres, wie Blei – wird beschleunigt durch magnetische Felder in einer 17-Meile-langen (27 Kilometer) Schleife. Die Partikel werden auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, nur ein Haar weniger als die Lichtgeschwindigkeit und sind dann ineinander zertrümmert.

Diese Kollisionen produzieren eine Kaskade von subatomaren Teilchen und Strahlung, die Aufschluss über die Bausteine der Materie. Einige dieser Partikel sind neu und sind nicht in der Regel außerhalb solcher Kollisionen weil sie transformieren (oder "Verfall") in vertrauter Typen nach gesehen nur einen winzigen Bruchteil einer Sekunde. Teilchenbeschleunigern zeigte beispielsweise, dass Protonen aus Quarks und produziert W und Z-Bosonen, die die schwache Kernkraft im radioaktiven Zerfall zu tragen. Deshalb Teilchenphysiker für immer höhere Energien zu erreichen, desto mehr Energie in der Zusammenstöße, die mehr schweren Partikel bekommen produziert, wodurch eine größere Chance, die etwas interessantes auftauchen werden.

Hier sind vier Dinge am LHC Teams hoffen, beim zweiten Lauf der LHC zu finden.

(1) supersymmetrischen Partner

Supersymmetrie ist eine Theorie (oder eine Reihe von Theorien) sagt, dass Partikel, die gliedern sich in zwei Klassen Bosonen und Fermionen genannt, beziehen und dass jedes Teilchen hat einen "Partner". Dies bedeutet, dass alle Kraft-tragenden Partikel (Bosonen) haben einen Fermion-Partner, und alle Fermionen Boson Partner. Die Gluino ist zum Beispiel der supersymmetrischen Partner der das Gluon. Gluonen tragen die starke Kernkraft, die Protonen und Neutronen zusammenhält, so dass sie Bosonen sind. Paarproduktion wäre also Fermionen.

Supersymmetrischen Partner wurden jedoch noch nicht erkannt. Dies ist ein Problem, weil einige der theoretischen Berechnungen zeigen, dass zumindest ein paar inzwischen erschienen sein sollte. Das heißt, wie der LHC läuft seine zweite Reihe von Experimenten, Physiker hoffen, dass sie diese supersymmetrischen Partner, die helfen würden, welche Version der Theorie der Supersymmetrie, ggf. stimmt einzugrenzen.

(2) mehrere Higgs?

Das Higgs-Boson löste ein großes Problem für das Standard-Modell, aber es auch einige wichtige Fragen aufgeworfen. Theorien sagen möglicherweise mehr als eine Art zweiten Lauf der LHC könnte helfen, um wieviele Higgs-Bosonen zu beantworten gibt es und warum das Higgs hat die Masse, die es tut. [Über Higgs: 5 schwer fassbaren Teilchen, die im Universum lauern können]

3. dunkle Materie

Dunkle Materie ist die geheimnisvolle Dinge, die rund 25 Prozent der Masse und Energie des Universums ausmacht. Astronomen sagen, gibt es etwa, fünfmal so viel wie normale Materie, aber dunkle Materie interagiert nur mit Dingen über die Schwerkraft. So würde ein Blob der dunklen Materie in einer Box unsichtbar sein. Dies macht es schwer, herauszufinden, was es ist.

Der LHC kann jedoch genug Energie, um pop-out ein dunklen Materie-Teilchen aus einem der Kollisionen erzeugen. Dunkler Materie müsste elektrisch Neutral (keine positiven oder negativen Ladungen) und nicht Zerfall in wenigen Sekunden. "Wenn wir etwas finden, das aussieht wie es dunkle Materie am LHC sein könnte, wir versuchen würde, so viel wie wir darüber können... und hoffentlich Tipps wie bekommen Sie es direkt in anderen Experimenten erkennen zu messen", sagte Jay Hauser, ein Physiker an der University of California, Los Angeles.

4. Lösung einiger Probleme des Urknalls

Mit schwerer Protonenstrahlen, wie Gold oder Blei, können die LHC Physiker zu sehen, was die Bedingungen waren wie nur wenige Milliardstel einer Milliardstel einer Milliardstel einer Sekunde nach der Geburt des Universums. Wie verhält sich Materie unter diesen Bedingungen zu erkunden bieten Einblicke, wie das Universum entwickelt hat, erscheinen, wie es funktioniert – warum war die erste Materie vor allem Wasserstoff und Helium, und warum hat den Anteil von Materie und Antimaterie, die es tut.

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