Büyük Hadron Çarpıştırıcısını yeniden başlatmak ve doğanın beşinci gücünü aramak | Büyük Hadron Çarpıştırıcısı

bu Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) üç yıllık bir aradan sonra Cuma günü devam edecek ve gizemli bir anomalinin doğanın beşinci bir temel gücünün varlığını gösterip gösteremeyeceğine dair bilimsel bir sorunu çözmesi bekleniyor.

şaşırtıcı sonuçlar geçen sene bahsetmiştim 20 mil uzunluğundaki çarpıştırıcının on yıldan fazla bir süre sonra ikinci bir büyük keşif yapabileceği umutlarını yeniden canlandırdı. Higgs bozonu.

Ekibi geçen yıl araştırmadan sorumlu olan Imperial College London’dan parçacık fizikçisi Dr. Mitch Patel, “Bu yarışa bir devrimin gelme olasılığı konusunda daha iyimser bir şekilde giriyoruz” dedi.

Şimdiye kadar, LHC’de keşfedilen her şey – Higgs dahil – sözde ile uyumludur. Standart biçim. Bu, 1970’lerden beri parçacık fiziğinin yol gösterici teorisi olmuştur, ancak karanlık maddenin doğası gibi fiziğin en derin gizemlerinden bazılarını açıklamakta başarısız olduğu için eksik olduğu bilinmektedir.

ama, LHCb deneyinde toplanan verilerİsviçre’deki Cern’deki dört büyük parçacık detektöründen biri, parçacıkların Standart Model tarafından açıklanamayacak şekilde davrandığını gösteriyor.

Deney, eşit oranda elektronlara ve onların daha ağır kuzenleri olan müonlara bozunması beklenen güzellik kuarkları adı verilen parçacıkların bozunmasına baktı. Bununla birlikte, güzellik kuarklarının %15 daha az müon olduğu ortaya çıktı, bu da bilinmeyen bir faktörün – potansiyel olarak yeni bir kuvvetin – ölçekleri devirdiğini gösteriyor. En iyi adaylardan ikisi, leptoquarks veya Z asalları olarak adlandırılan varsayımsal kuvvet taşıyan parçacıkları içerir.

Patel, “Bahisler çok yüksek,” dedi. “Bunu doğrularsak, hayatımda hiç görmediğimiz türden bir devrim olacak – kesinlikle hayatımda. Her şeyi mahvetmek istemezsin.”

Ekip, 2018’de terfi için LHC’yi kapatmadan önce, şans eseri ortaya çıkan bir sonucun olasılığının kabaca bin olduğunu göstermek için yeterli veri topladı. Ancak parçacık fiziği için altın standart, 3.5 metrelik bir güven düzeyinde çok daha katıdır, bu da keşif duyurulmadan önce daha fazla veriye ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Ayrıca, bazı bilinmeyen deneysel kusurların sonuçları açıklayabileceğine dair uzun süredir devam eden bir olasılık da var.

Patel, “Bu sonucu parçacık fizikçilerine gösterdiğinizde, ilk içgüdüleri, doğanın yeni bir gücünden ziyade ‘Sizi batırdınız’ oluyor” dedi. “Biz fizikçiler kesinliğin üzerinde olmayı ve diğer taraftan çıkmayı severiz.”

Geçen yıl, son deneyler de dahil olmak üzere diğer deneylerde görülen Standart Model’in ötesinde daha ilgi çekici fizik ipuçlarıyla beklenti arttı. Amerika Birleşik Devletleri’nde Fermilab’ın Açıklanamayan Sonuçları.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısının Atlas deneyi üzerinde çalışan University College London’dan Profesör John Butterworth, “Artık bir dizi gevşek filament var gibi görünüyor” dedi. “Bu yarıştan veya bir sonraki turdan ulaşılabilecek bir şey olabileceğini düşünmeye başlamama neden oldu.”

Butterworth, LHC’nin Standart Modelin ötesinde yeni bir bilimi tespit edememesi durumunda bunun bir başarısızlığı temsil etmeyeceğini, ancak bir sonraki nereye bakmamız gerektiği konusunda alanı “biraz ikilemde” bırakacağını söyledi.

Üçüncü turun, çarpıştırıcının içindeki protonları daha ince, daha yoğun ışınlara sıkıştırmak için tasarlanmış ek güçlü mıknatısların kurulumunu içeren bir yükseltmeden sonra 2026’ya kadar sürmesi bekleniyor. Bu, hızlandırıcı içindeki parçacık çarpışmalarının oranını artıracak, bu da bilim adamlarının nadir olayları daha doğru bir şekilde izleyebileceği anlamına geliyor.

ABD’deki Duke Üniversitesi’nde deneysel parçacık fizikçisi ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın Atlas deneyi üzerine bir araştırma grubunun eş başkanı olan Ashutosh Kotwal, “Yeni fikirleri keşfetme potansiyeli hala çok büyük” dedi. Şimdiye kadar topladığımız verilerin toplamın sadece onda biri olduğunu planlıyoruz. Cesaretimizi kaybetmek için çok erken.”