Etsi Elusive Higgs Boson Hiukkasen Pitoa Vuoteen 2012 Saakka

{h1}

Maailman suurimman hiukkaskiihdyttimen, large hadron colliderin (lhc) tutkijat luopuvat tänä vuonna metsästämästä hämärä higgsin bosonialkion hiukkasmaa.

Yksi maailman vaikeimmista hiukkasista pysyy piilossa pidempään, näyttää siltä.

Sveitsin CERNin fysiikan laboratorion jättimäisen suuren Hadron Colliderin (LHC) hiukkaskiihdyttimen tutkijat ovat käärittaneet - ainakin vuonna 2011 - sellaiset kokeet, jotka saattavat näkyä hämmästyneestä Higgsin bosonipartikkelista.

Higgsin bosoni, joka on teoreettinen mutta jota ei ole koskaan havaittu, uskotaan antavan kaikille muille hiukkasille niiden massan. Fyysikot ovat toivoneet näkemään sen merkkejä siitä lähtien, kun he alkoivat törmätä hiukkasia LHC: hen vuonna 2008. Silti Higgsillä ei ole vielä merkkejä.

"LHC toimii fantastisesti, se on ihmeellinen", sanoi CERN-hiukkasfysiikka Christoph Rembser, joka työskentelee LHC: n ATLAS-kokeessa. "Mikä ei ole niin fantastinen, että emme ole vielä nähneet mitään uutta, eikä uusia löytöjä ole tehty."

Kuitenkin Rembser ja muut vaativat varovaisuutta sanomalla, että he tietävät etukäteen, että kestää tarpeeksi aikaa kerätä uusia hiukkasia. [Wacky Physics: Tuoreimmat pienet hiukkaset luonnossa]

Ei liikaa aikaa, vaikka: Toinen CERN-tiedemies viittaa siihen, että jos hiukkanen jää ensi vuonna vaikeuksitta, mahdollisuuksia ei ole olemassa.

Kytkentäliitokset

Tänä vuonna 180 päivää LHC hyökkäsi yhdessä protoniensa kanssa 17 kilometrin (17 kilometrin) maanalaisen silmukan sisäpuolella. Valtavat energiat, jotka syntyivät, kun kaksi näistä hiukkasista hiipattiin toisiinsa päähän suurella nopeudella, uskottiin olevan oikein aiheuttamaan eksoottisia hiukkasia, kuten Higgs.

Kuitenkin tällä viikolla fyysikot kutsuivat LHC: n protoni-protoni-ajoa tänä vuonna, ja aikovat käyttää vuoden 2011 jäljellä olevia kuukausia törmänessään raskaampiin lyijyioneihin (tehty 82 protonista ja jopa enemmän neutroneja).

Nämä kaatumat ovat niin voimakkaita, että ne voivat olennaisesti sulattaa aineen alas sen rakennuspalikoiden äärimmäiseen keittoon - pieniin hiukkasia, joita kutsutaan kvarkeiksi ja gluoneiksi. Tämän quark-gluon-keiton tutkiminen voisi paljastaa enemmän siitä, kuinka atomit muodostuivat maailmankaikkeuden alussa lähes 14 miljardia vuotta sitten.

"Jumalan hiukkanen"

Kun LHC käynnistyy uudelleen ensi vuonna, fyysikot aikovat jatkaa etsimään Higgsin bosonia. Tämä hiukkanen, jota joskus kutsutaan "Jumalan hiukkaseksi" sen merkityksen vuoksi, uskotaan liittyvän kumppani Higgsin kenttään, joka permeaa maailmankaikkeuden.

Kun muut hiukkaset kulkevat tällä kentällä, ne hankkivat massan, aivan kuin järven läpi kulkeva esine menee kosteaksi. Tämä on mekanismi, jonka tutkijat ajattelevat voivansa selittää, miksi hiukkasia on massa.

Higgsin malli on niin onnistunut, että se on integroitu hiukkasfysiikan standardimalliin, tutkijoiden parhaaseen työskentelyteoriaan kuvaamaan maailmankaikkeuden peruselementtejä. [Infographic: Luonnon pienimmät hiukkaset eritettiin]

"Kaikesta uudesta fysiikasta, jota etsimme [LHC: ssä], Higgsin bosoni on erityinen siinä mielessä, että olemme jo sisällyttäneet sen laskelmiimme", CERNin fyysikko Jonas Strandberg sanoi. "Teoriaamme oikein tarvitsemme Higgsin olemassaolon. Jos sitä ei ole olemassa, tarvitsemme jotakin sen korvaamiseksi."

Corners the Higgs

Aivan koska LHC ei ole vielä löytänyt Higgsia, se ei tarkoita sitä, että se ei paljastanut hiukkasista mitään. Etsimällä niin kauan, atomin poltin on jo poistanut mahdolliset paikat, joita hiukkaset voivat piiloutua.

"Me tiedämme kaiken Higgsin bosonista teistämme lukuunottamatta yhtä asiaa, joka on mikä massa se on", Strandberg kertoi WordsSideKick.comille. "Riippuen tästä massasta, sillä on tiettyjä ominaisuuksia, olemme jättäneet paljon mahdollisuuksia Higgsille, mutta jäljellä olevat ovat todennäköisimpiä mahdollisuuksia, jolloin meillä on vielä mielenkiintoisin ikkuna. vähän pidempään. "

Tutkijat voivat nyt sanoa, 99 prosentin varmuudella, että Higgsin massa ei ole 160-220 gigaelektronvoltti tai GeV (vertailun vuoksi protonilla on noin 0,938 GeV: n massa). Mutta muut alueet, kuten 114-135 GeV ja yli 500 GeV, ovat edelleen käynnissä Higgsin massalle.

"Seuraavana vuonna jätetään kaikki mahdolliset massat pois", Strandberg sanoi. "Luulen, ettemme löydä sitä ensi vuonna, sillä Higgsin bosoni, kuten me tiedämme, ei ole olemassa."

Ei pettymystä

Vaikka jotkut fyysikot olivat toivoneet löytäneen Higgsin bosonin ennemmin, useimmat sanovat, että he eivät ole pettyneitä.

"Mitä olisin toivoin, tietenkin, se olisi ollut helpompaa, mutta olen erittäin tyytyväinen siihen, että tulokset ovat hyvin vankka ja kokeilut ovat hyvin", Rembser sanoi. "CERN: ssä ei ole itkufizikseja, joten on niin hauskaa tutkia ja tutkia tietoja, että CERNin ilmapiiri on vain fantastinen."

Useimmat tutkijat ovat myös vakuuttuneita siitä, ettei iso palkinto ole jo tullut yllätykseksi.

"Luulin, että se kestää viisi vuotta", sanoi Harvardin fyysikko Joao Guimaraes da Costa, joka on osa LHC: n ATLAS-tiimiä. "Luulen, että se todella menee hyvin nopeasti."

Itse asiassa monet fyysikot ajattelevat, että Higgsin todennäköisin massa on kevyemmässä massa-alueella, jota LHC ei ole vielä kokeillut riittävän syvälle. Joillekin olisi ollut odottamatonta, jos hiukkanen oli jo löydetty.

Kuitenkin, jos sama nolla tulos pysyy tällä hetkellä ensi vuonna, monet asiantuntijat ovat todennäköisesti yllättyneitä.

"Jos emme löydä sitä lainkaan, tämä olisi melko odottamatonta", Strandberg sanoi. "Tämä tarkoittaisi todellakin sitä, että sinun on mietittävä kaikki, mitä tiedämme siitä, että meitä on opetettu ja että ajattelemme olevan totta."

Voit seurata WordsSideKick.com-vanhempi kirjailija Clara Moskowitz Twitterissä @ClaraMoskowitz. Lisää tieteellisiä uutisia seuraa WordsSideKick.coma twitterissä @wordssidekick.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com