Poucos dias depois de reiniciar a partir de uma parada de inverno, pesquisadores da Organização Européia para Pesquisa Nuclear (CERN), utilizando o Large Hadron Collider (LHC), o relatório que os feixes de prótons estáveis foram quebradas em quatro posições de observação, com uma energia combinada de 8 trilhões de elétron-volts (TeV), ganhando um novo recorde mundial, soprando longe o recorde anterior, de 7 TeV - um recorde estabelecido pelo LHC em 2010.
"A experiência de dois bons anos de funcionamento em 3,5 TeV por feixe deu-nos confiança para aumentar a energia para este ano, sem qualquer risco significativo para a máquina", segundo Steve Myers, diretor do CERN, acelerador de partículas. "Agora é a vez dos experimentos para fazer o melhor do potencial de descoberta aumento que estamos entregando-os!" Além de estabelecer um recorde para as colisões mais energéticas já feitos pelo homem, o LHC teve algumas realizações impressionantes iniciais, descobrindo um novo tipo de partícula subatômica e detectar evidências de matéria escura (imagem acima é o mais remoto, conhecido "matéria escura" galáxia ).
Sucessos do acelerador vem graças ao seu design extraordinário, com uma faixa de 17 quilômetros de comprimento resfriado a temperaturas mais frias do que o espaço exterior, e é capaz de enviar prótons atirando em velocidades acima de 99,999999 por cento da velocidade da luz.
Evidências parece estar se aproximando de provar a existência do bóson de Higgs: Enquanto peneirar os dados de colisões do ano passado, os pesquisadores encontraram evidências de uma partícula gigaelectronvolt 125 - 130 vezes a massa do próton relativamente grande. Tevatron do Fermilab - acelerador de partículas da América última grande - foi desligado, mas mesmo na morte, continua a render descobertas úteis e provas. Vasculhando os seus arquivos, os pesquisadores do CERN encontrado uma colisão similar em leituras nessa região de massa mesmo.
Estes resultados apontam para um bóson de Higgs possível detectar, mas mais testes são necessários para fornecer a confirmação.
Estes resultados apontam para um bóson de Higgs possível detectar, mas mais testes são necessários para fornecer a confirmação.
Com o inverno fora, o LHC está de volta e recalibrada para tentar identificar com mais precisão a partícula subatômica indescritível. Maior energia do LHC deve percorrer um longo caminho para ajudar, como colisões de energia mais elevados tendem a produzir maiores, os tipos mais exóticos de partículas.
Pesquisa do CERN para o Higgs, prevê um rigoroso teste do Modelo Padrão que serve de modelo para nosso Universo, detalhando as propriedades dos blocos de construção da matéria e como eles interagem. Modelo padrão é uma teoria física que explica cada partícula e força da natureza. Ele continua sendo um dos pilares da física moderna. Enquanto quase todas as partículas descritas na teoria foram descobertos pelos cientistas, o bóson de Higgs, que confere massa a todas as outras partículas, permanece indefinida.
Em 7 de março, os físicos do Fermilab Tevatron relatou indícios de Higgs boson observação consistente com os do LHC. Novas medidas anunciadas por cientistas das colaborações CDF e DZero do Departamento de Energia do Fermi National Accelerator Laboratory indicam que o bóson de Higgs indescritível pode quase ser encurralado.
Depois de analisar os dados completos do acelerador Tevatron, que completou a sua última corrida em setembro de 2011, os dois experimentos independentes ver as dicas de um boson.Physicists Higgs do CDF e colaborações DZero encontraram excessos em seus dados que possam ser interpretadas como provenientes de um bóson de Higgs com uma massa na região de 115-135 GeV. Nessa faixa, o novo resultado tem uma probabilidade de ser devido a uma flutuação estatística ao nível de significância conhecido entre os cientistas como 2,2 sigma.
Este novo resultado também exclui a possibilidade de o Higgs com uma massa na gama de 147-179 evidência reivindicação GeV.Physicists de uma nova partícula apenas se a probabilidade de que os dados pode ser devido a uma flutuação estatística é inferior a 1 em 740, ou três sigmas.
A descoberta é reivindicada se que a probabilidade é menos de 1 em 3,5 milhões, ou cinco resultado sigmas.This senta-se bem dentro dos limites estabelecidos por rigorosas medidas anteriormente diretos e indiretos feitos por Grande Colisor de Hádrons, o Tevatron, e outros aceleradores, que colocar a massa do bóson Higgs dentro da gama de 115-127 GeV.
Estes resultados também são consistentes com o anúncio de 2011 Dezembro de excessos vistos nesse intervalo por experimentos do LHC, que procuraram o Higgs nos padrões de decaimento diferentes. Nenhuma das dicas anunciados até agora dos experimentos do Tevatron ou LHC, no entanto, são fortes o suficiente para reivindicar evidência para o bóson de Higgs.
"O jogo final está se aproximando na caça para o bóson de Higgs", disse Jim Siegrist, DOE Diretor Associado de Ciência para a Física de Altas Energias. "Este é um marco importante para os experimentos do Tevatron, e demonstra a importância contínua das medições independentes na busca de compreender os blocos de construção da natureza."
Os físicos dos experimentos CDF e DZero fez o anúncio durante a conferência anual sobre interações eletrofracas e teorias unificadas conhecido como Rencontres de Moriond na Itália. Este é o mais recente resultado de uma pesquisa de uma década pelas equipes de físicos no Tevatron.
Bósons de Higgs, se existirem, são de curta duração e pode decair de várias maneiras diferentes. Assim como uma máquina de vending pode retornar a mesma quantidade de alteração usando diferentes combinações de moedas, o Higgs pode decair em diferentes combinações de partículas. Descobrir o bóson Higgs depende observando um excesso estatisticamente significativa das partículas nas quais o decai Higgs e essas partículas devem ter propriedades correspondentes cinemáticos que permitem a massa do Higgs a ser reconstruído.
"Ainda há muito trabalho pela frente antes de a comunidade científica possa dizer com certeza se o bóson de Higgs existe", disse Dmitri Denisov, DZero co-porta-voz e um físico do Fermilab. "Com base nessas dicas interessantes, estamos trabalhando o mais rápido possível para melhorar ainda mais nossos métodos de análise e espremer a última gota de dados do Tevatron."
Somente aceleradores de alta energia de partículas como o Tevatron e LHC poderá recriar as condições de energia encontrados no universo logo após o Big Bang.
"Sem algo como o bóson de Higgs dando partículas fundamentais de massa, o mundo inteiro em torno de nós seria muito diferente do que vemos hoje", disse Giovanni Punzi, CDF co-porta-voz e físico do Instituto Nacional de Física Nuclear, ou INFN, em Pisa, Itália. "Os físicos já sabiam há muito tempo que o Higgs ou algo parecido deve existir, e nós estamos ansiosos para finalmente fixar esse fenômeno para baixo e começar a aprender mais sobre ele."
Se um bóson de Higgs é criado em uma colisão de partículas de alta energia, ele imediatamente se decompõe em partículas mais leves mais estáveis antes mesmo do mundo melhores detectores e computadores mais rápidos pode tirar uma foto dele. Para encontrar o bóson de Higgs, os físicos refez o caminho dessas partículas secundárias e excluir processos que imitam o seu sinal.
Os experimentos do Tevatron eo LHC oferecer uma estratégia de pesquisa complementar para o bóson de Higgs. O Tevatron era um próton / anti-próton colisor, com um centro de massa máxima de energia de 2 TeV, enquanto que o LHC é um próton / próton colisor que poderão chegar a 14 TeV.
Porque os dois aceleradores colidem diferentes pares de partículas em diferentes energias e produzir tipos diferentes de fundos, as estratégias de busca são diferentes. No Tevatron, por exemplo, o método mais poderoso é procurar os conjuntos de dados CDF e DZero procurar um bóson de Higgs, que decai em um par de quarks fundo se a massa do bóson de Higgs é de aproximadamente 115-130 GeV.
É fundamental observar o bóson de Higgs em vários tipos de modos de decaimento porque o Modelo Padrão prevê diferentes proporções de ramificação para os modos de decaimento diferentes. Se essas relações forem observadas, então essa é a confirmação experimental de ambos Modelo Padrão e da Higgs.
"A busca pelo bóson de Higgs pelos experimentos do Tevatron e LHC é como duas pessoas que tomam um retrato de um parque a partir de diferentes pontos de vista", disse Gregorio Bernardi, DZero co-porta-voz do Laboratório de Física Nuclear de Altas Energias, ou LPNHE, em Paris. "Uma imagem pode mostrar uma criança que está bloqueado a partir do outro vista por uma árvore. Ambas as fotos podem mostrar à criança, mas apenas um pode resolver características da criança. Você precisa combinar as duas perspectivas de obter um retrato verdadeiro de quem está no o parque. Neste momento ambas as imagens são nítidas e achamos que talvez eles mostram alguém no parque. Eventualmente, o LHC, com amostras de dados futuros será capaz de nos dar uma imagem nítida do que está lá. O Tevatron, melhorando suas análises vontade também aguçar a imagem que está emergindo hoje. "
Esta nova análise atualizada usa 10 femtobarns inversos de dados tanto CDF e DZero, os dados completos coletados de 10 anos de programa o Tevatron do colisor. Dez femtobarns inversos de dados representa cerca de 500 trillion colisões próton-antipróton. A análise dos dados continuará em ambos os experimentos.
"Esse resultado representa anos de trabalho de centenas de cientistas ao redor do mundo", disse Rob Roser, CDF co-porta-voz e um físico do Fermilab. "Mas nós ainda não terminamos - juntamente com os nossos colegas do LHC, esperamos que 2012 seja o ano sabemos se o Higgs existe ou não, e supondo que ele é descoberto, teremos primeiras indicações de que ele se comporta como previsto pelo modelo padrão . "
O Galaxy diário via Fermilab e CERN
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