Büyük Hadron Collider: Evrenin en derin Sırlarını Açın

Büyük Hadron Collider (LHC) 2008 yılından beri atom boson'un temel bina bloklarına sahip olmak için insanlığın en güçlü mikroskobuğunun halkaları, LHC, bu 27-kırıkların ve hızlanan boşlukların, her zaman yüksek boyutlardaki dengesizlikleri teşvik etmeye devam ediyor.

LHC'nin etkisi, parçacık fiziğinin çok ötesine uzanır.In superconducting Magnets, krigens ve geniş ölçekli veri işlemesini temsil eden bir teknolojidir. 100'den fazla ülkeden binlerce bilim insanı ve mühendis, kooperatif bilimsel çabasını dağıtmanın bir modeli olarak öne sürmektedir.

LHC Nasıl Çalışır: Mühendislik Bir Marvel

LHC, bir çarpıktır, yani iki tane parçacığın iki kirişini ters yönde hızlandırıyor ve onları dört etkileşim noktasında bir araya getiriyorlar. Çoğu zaman kirişler protonlar, ancak birkaç hafta boyunca, makine dört mil boyunca şok ediciler çalışmadan önce, Proton Senhrotron (PS) ve Super Proton Synchrotron (SPS) onları 450 V6'ya kadar hızlandırıyor.

kirişler tek bir manyetik yapı içinde iki ayrı kiriş borularda dolaşıma girerler. Parçacıklara yön vermek ve odaklanmak için LHC, 1,232 süperizyonlu dipol mıknatıslara dayanır, her 15 metre uzunluğunda ve 392 dörtlü mıknatıslar, bu mıknatıslar, 81.000'den fazla manyetik alan üretmek için yapılır.

LHC yüksek ışık çarpışmaları üretmek için tasarlanmıştır - bu, çarpışma noktalarında yaklaşık bir milyar proton-proton çarpışmaları sunar. Bu büyük oran, yaklaşık 100 milyar tane alan, aynı zamanda işlenmiş olan büyük bir veri akışına sahiptir.

Dört Bayrakçıktör

Yüzük etrafında dört çarpışma noktası, büyük dektörler her çarpışmadan gelen yıkımı kaydederler.Her bir detektör farklı fizik hedefleri için optimize edilir ve birlikte, parçacık etkileşimlerinin kapsamlı bir manzarası sunar. 1000'den fazla kurum bu deneylerde işbirliği yapmaktadır.

ATLAS: All-Purpose Giant

ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus), birkaç konsantrik tabakadan üretilen en büyük hacimli parçacık dedektörleridir, manyetik alanda 46 metre uzunluğunda, 7 metre uzunluğunda, elektronları ve fotonları tanımlamak için, bir hadron calorimeter, çarpışmalar için tasarlanmış bir genel amaçlı bir dedektörleridir. ATLAS, büyük bir tonlu tabakalardan oluşur: Bu tabakada şarj edilen ikiyüzlü deney için içsel bir izotoplama yöntemi, ATLASI'nın tespit edilmesi, elektron ve fotonları tanımlamak için elektromanyetik bir calorimetredir.

CMS: Compact Paketinde Hassasiyet

CMS (Compact MuonVPN) ATLAS olarak aynı fizik hedeflerini paylaşıyor, ancak farklı bir teknik yaklaşım kullanıyor. Merkez parça, 4Tesla süperconducting Split, 13 metre uzun ve 6 metre uzunluğunda, şarj partiküllerini bükmek için güçlü bir manyetik alan üretiyor.Thetelktör'ün iç izleyicisi, mükemmel bir uzaysal karar vermek.Bu, yüksek çözünürlükte olan kristal elektromanyetik bir atomik zemine rağmen.

ALICE: Primordial Soup Çalışması

ALICE (Büyük Ion Collider Deneyi) özellikle ağır iyon çarpışmaları için tasarlanmıştır. Büyük Patlama enerjilerinde nükleler çarpıtıldığında, enerji yoğunluğu o kadar yüksek olur ki, protonlar ve nötronlar “melt” bir plazmaya kadar - kurk-gluon plazması (QGP) ve büyük bir plazma gözlemleri için zaman aralığına kadar büyük bir elektriksel ölçümler sağlar.

LHCb: The Beauty Hunter

LHCb (Large Hadron Collider beauty) alt (güzel) ve çekicilik kurkları ile ilgili olarak, bölgeye yakın olan tek bir spektrometre olarak tasarlanmıştır, çünkü bu parçacıklar oldukça verimli bir şekilde üretilebilmektedir: Bu dörtlülükteki bu dörtlülük bir alan, yeni fizikleri ve anti-parçacık davranışımızı nasıl inceler.

Higgs Boson: Standart Modelini Tamamlayın

4 Temmuz 2012 tarihinde, ATLAS ve CMS bilim adamları, Higgs boson ile tutarlı yeni bir parçacığın keşfini duyurdular.Bu parçacık, Higgs alanının kuantum excitation of the Higgs field, a field that give Mass to other basic particle via the Brout-Englert-Higgs mekanizması ile.The Higgs boson'un kendisi de son eksik bir parçasını kazandı ve Jean-c2 için Nobel Ödülü aldı.

Keşif süreci acı vericiydi. Hem ATLAS hem de CMS, hem de çok sayıda çürük kanalda Higgs için bağımsız olarak arama yaptı. En umut vericisi, Difotofoto kanalı (H ⁇ ) ve dört boyutlu sapma kanalı (H→ZZ*+4l) 2011'den bu yana, LHC'nin 7 ve 8 TeV'nin çarpışma enerjilerini birleştirerek, hem de son derece hassas olan olaylardan daha fazla ağırlık alarak, her iki katına çıkan modeller “5 sigma” standartını aştı.

Higgs'in Ötesinde: Büyük Başarılar ve Sürprizler

LHC'nin bilimsel çıkışı, Higgs'in çok ötesine uzanır. Her deney zengin ve büyüyen bir bilgi vücuduna katkıda bulunmuştur.

Exotic Hadrons: Yeni Madde Formları

LHC'den önce, bilinen tüm varlıklar bir penta-antiquark çiftleri (kurklar) veya baryonlar (üç dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört dört tane) bir aradan önce gözlemlendiler, ancak 2014'te LHC'nin keşfinden başka bir antiquark ve iki antiquarktan yapılmıştı.

Quark-Gluon Plazma Mükemmel Akışkanlar Olarak

ALICE ve diğer ağır iyon deneyleri, Quark-gluon plazmasının bir gazdan daha fazla sıvı gibi davrandığını göstermiştir. Remarkably, neredeyse hiç viskobu yoktur - 2010 yılında, yüksek-momenton parçacıklarının baskısını yaptı - bu keşif, plazmanın kolektif akış modellerini ve hidrodinamikleri nasıl iyi bir şekilde kaybettiğini ve ALICE'nin erken dönemlerini test etmek için kullanıldı.

Dark Matter ve New Parçacıklar için Aramalar

Başarılarına rağmen, LHC henüz karanlık madde parçacıklarının veya süpersymmetrinin doğrudan kanıtlarını bulamadı. ATLAS ve CMS zayıf bir şekilde büyük partikülleri (WIMPs) eksik transistör sonuçları ile etkileşime girdi, görünmez bir parçacık daha ince senaryolara karşı karşıya kaldı.

Standart Modelin İncelenmesi

LHC sadece keşif için değil; aynı zamanda hassas bir makinedir. ATLAS ve CMS, standart model tahminleri ile en üst dört hassasiyete sahip olan W boson kütlesini % 0.0'lik hassas ölçümler gerçekleştirmiştir ve LHC'nin son derece kesin ölçümlerini gerçekleştirdiği gibi, Bs ⁇ + ⁇ 'ye karşı hassastır.

Teknolojik Spin-offs LHC

LHC'nin mühendislik zorlukları toplum yararına olan yeniliklere ulaştı. Yılda Süper iletkenlik teknolojisi, LHC için geliştirildi, şimdi tıbbi manyetik rezonans görüntüleme (MRI) makineleri ve 42 ülkedeki parçacık terapisi sistemlerinden oluşan LHC'nin çarpışma verilerini geliştirme ihtiyacı var - yılda yaklaşık 30 petabayt - Dünya LHC’nin oluşturulmasına yol açtı.

Geleceğin: Yüksek Luminosity ve Öteki

LHC şimdi üçüncü kontrolünde (Run 3), yaklaşık 2029. HL-LHC, daha önce hiç olmadığı kadar yüksek bir oranda veri toplamayı ve yeni bir “köpeklik” sistemi ile gelecek.Bu, LHC'nin en az 2029.'da çalışmasını sağlamak için planlanan, en azından 2029.

2050 yılında, CERN, bir Higgs bosons'ın temiz örneklerini inceliyor ve 90'-100 kilometrelik bir döngüyü ölçüyordu.The first stage would be an elektron-positron (FCC-eee) acting as a Higgs Factory, making clean examples of Higgs bosons and measure their properties with unique sensitive.The secondLHC (FCC-h) ilk aşama, 100 TeV'ye kadar enerji sınırı genişletecek bir faktörle, LHC.This bir makineyle kıyasla yedik.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Büyük Hadron Collider zaten standart modelin ötesindeki kitapları yeniden yazdı. Süpersymometri ve karanlık madde daha yaratıcı fikirlere doğru yol açtı ve LHC'nin mirası sadece keşiflerinde değil, aynı zamanda, daha büyük ölçüde gerçekliğe karşı olan arzuyu da güçlendirdi.