Quase tudo que sabemos sobre a matéria é resumido no Modelo Padrão da física de partículas , um mapa elegante do mundo subatômico. Durante a primeira execução do Large Hadron Collider (LHC), cientistas sobre as experiências ATLAS e CMS descobriu o bóson de Higgs, a pedra angular do modelo padrão que ajuda a explicar as origens da massa. O LHCb experimento também descobriu partículas de cinco quarks nunca antes visto, e o experimento ALICE estudou o líquido quase perfeita que existia imediatamente após o Big Bang.Todas estas observações estão em linha com as previsões do Modelo Padrão.
"Até agora, o Modelo Padrão parece explicar a matéria, mas sabemos que tem que haver algo além do Modelo Padrão", disse Denise Caldwell, diretor da Divisão de Física da National Science Foundation. "Este potencial nova física só pode ser descoberto com mais dados que virá com a próxima execução LHC."
Por exemplo, o Modelo Padrão não contém qualquer explicação da gravidade, que é uma das quatro forças fundamentais do universo. Ele também não explica observações astronômicas de matéria escura, um tipo de matéria que interage com o nosso universo visível apenas através da gravidade, nem explica por que a matéria prevaleceu sobre a antimatéria durante a formação do início do universo. A pequena massa do bóson de Higgs também sugere que a matéria é fundamentalmente instável.
Depois de meses de hibernação de inverno do Large Hadron Collider é mais uma vez quebrando prótons e tendo dados. O LHC vai correr ao redor do relógio para os próximos seis meses e produzir cerca de 2 quatrilhões de colisões de prótons de alta qualidade, seis vezes mais do que em 2015 e apenas tímido do número total de colisões registradas durante os quase três anos de primeira execução do colisor.
"2015 foi um ano recomissionamento. 2016 será um ano de produção total de dados durante o qual vamos nos concentrar em fornecer o número máximo de dados para os experimentos ", disse Fabiola Gianotti , CERN diretor-geral.
colisões do LHC produzir bolas de fogo subatômicas de energia, que se transformam em blocos de construção fundamentais da matéria. Os quatro detectores de partículas localizadas no anel do LHC permitirá aos cientistas para gravar e estudar as propriedades desses blocos de construção e procurar novas partículas e forças fundamentais.
Entre 2010 e 2013, o LHC produziu colisões próton-próton com 8 tera eléctron-volts de energia. Na primavera de 2015, depois de um desligamento de dois anos, os operadores do LHC ramp up da energia de colisão de 13 TeV. Este aumento na energia permite aos cientistas explorar um novo reino da física que antes era inacessível. Run II colisões produzem também bósons de Higgs - a partícula inovador descoberto em LHC Run I - 25 por cento mais rápido do que correr Eu colisões e aumentar as chances de encontrar novas partículas massivas em mais de 40 por cento.
A imagem acima é uma visualização dos dados públicos CMS Nível-2, aqui mostrando uma colisão próton-próton que pode ter produzido um bóson de Higgs. O experimento CMS é projetado para estudar a estrutura da matéria em energias mais altas disponíveis. Os objetivos do experimento incluem a desvendar a origem da massa das partículas elementares através do bóson de Higgs ea busca para a física além do modelo padrão atual da física de partículas , como previsto por super-simetria.
Os novos dados do LHC ajudará os cientistas a verificar as previsões do modelo padrão e ir além de seus limites. Muitos processos subatômicas previstos e teóricas são tão raras que os cientistas precisam de milhares de milhões de colisões de encontrar apenas um pequeno punhado de eventos que são limpos e cientificamente interessante. Os cientistas também precisam de uma quantidade enorme de dados para medir com precisão processos modelo padrão bem conhecidos. Quaisquer desvios significativos previsões do modelo padrão pode ser o primeiro passo para a nova física.
Os Estados Unidos são o maior contribuinte nacional tanto para o ATLAS e CMS experimentos, com 45 universidades dos Estados Unidos e laboratórios que trabalham com ATLAS e 49 que trabalham no CMS.
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