Large Hadron Collider dimulai kembali hari ini (5 Juli) dan dirancang untuk menghancurkan partikel bersama-sama pada tingkat energi yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Itu Collider Hadron Besar (LHC) adalah akselerator partikel terbesar dan terkuat di dunia. Terletak di CERN Di dekat Jenewa, Swiss, lintasan sepanjang 17 mil (27 kilometer) aktif dan berjalan hari ini setelah menghabiskan empat tahun offline untuk melakukan peningkatan. Dengan perbaikan itu selesai, para ilmuwan ingin menggunakan akselerator raksasa untuk menghancurkan bersama proton dengan energi rekor hingga 13,6 triliun elektronvolt (TeV) — tingkat energi yang seharusnya meningkatkan kemungkinan partikel penghasil akselerator yang belum diamati oleh sains. .
Peningkatan berkas partikel akselerator telah meningkatkan jangkauan daya mereka; Meningkatkan tingkat kompresi, membuat balok lebih padat dengan partikel, akan meningkatkan kemungkinan tumbukan sedemikian rupa sehingga akselerator diharapkan mengambil lebih banyak interaksi partikel pada putaran ketiga daripada yang terjadi pada dua eksperimen sebelumnya yang digabungkan. Selama dua periode sebelumnya, dari 2009 hingga 2013 dan 2015 hingga 2018, Jagung Smasher telah meningkatkan pemahaman fisikawan tentang bagaimana blok penyusun materi berinteraksi – disebut Bentuk standar Itu mengarah pada penemuan yang telah lama ditunggu-tunggu Higgs bosonPartikel yang sulit dipahami yang memberikan semua materi massanya.
Terkait: Sebuah “partikel X” telah ditemukan sejak awal waktu di dalam Large Hadron Collider
Namun, terlepas dari eksperimen akselerator, yang telah menghasilkan 3.000 makalah ilmiah tentang banyak penemuan kecil dan petunjuk menarik tentang fisika yang lebih dalam, para ilmuwan belum menemukan bukti konklusif tentang partikel baru atau fisika yang sama sekali baru. Setelah peningkatan ini, mereka berharap itu akan berubah.
“Kami akan mengukur kekuatan interaksi Higgs boson dengan materi dan memaksa partikel ke presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya, dan kami akan melanjutkan pencarian kami untuk pembusukan Higgs boson. materi gelap Selain mencari boson Higgs tambahan,” Andreas Hooker, juru bicara Large Hadron Collider kerjasama atlassebuah proyek internasional yang melibatkan fisikawan, insinyur, teknisi, mahasiswa, dan staf pendukung, katanya dalam a penyataan (Buka di tab baru).
Di dalam loop bawah tanah LHC sepanjang 17 mil, proton bergerak hampir dengan kecepatan cahaya sebelum mereka bertabrakan satu sama lain. Hasil? Partikel baru dan terkadang aneh terbentuk. Semakin cepat proton itu pergi, semakin tinggi energinya. Semakin tinggi energinya, semakin besar massa molekul yang dapat Anda hasilkan dengan menghancurkannya bersama-sama. Pemecah atom seperti LHC mendeteksi partikel baru yang potensial dengan mencari tanda produk peluruhan, karena partikel yang lebih berat biasanya berumur pendek dan segera meluruh menjadi partikel yang lebih ringan.
Salah satu tujuan LHC adalah untuk meneliti lebih lanjut Model Standar, kerangka matematika yang digunakan fisikawan untuk menggambarkan semua partikel dasar yang dikenal di dunia. Semesta dan kekuatan yang dengannya mereka berinteraksi. Meskipun model tersebut telah ada dalam bentuk akhirnya sejak pertengahan 1970-an, fisikawan masih jauh dari puas dan terus mencari cara baru untuk mengujinya dan, jika beruntung, menemukan fisika baru yang akan gagal.
Hal ini karena model tersebut, meskipun paling komprehensif dan akurat hingga saat ini, memiliki celah yang sangat besar, sehingga sama sekali tidak dapat menjelaskan di mana kekuatan dari model tersebut. gravitasi Siapa, dari materi gelap terbuat dari apa, atau mengapa ada lebih banyak materi daripada Antimateri di alam semesta.
Sementara fisikawan ingin menggunakan akselerator yang ditingkatkan untuk memeriksa aturan Model Standar dan mempelajari lebih lanjut tentang boson Higgs, peningkatan ke empat detektor utama LHC juga menempatkannya dalam posisi yang baik untuk mencari fisika di luar apa yang sudah diketahui. Detektor utama LHC – ATLAS dan CMS – telah ditingkatkan untuk mengumpulkan lebih dari dua kali data yang mereka lakukan sebelumnya dalam misi baru mereka untuk mencari partikel yang dapat bertahan di dua tabrakan; Dan detektor LHCb, yang sekarang mengumpulkan data 10 kali lebih banyak daripada sebelumnya, akan mencari jeda dalam simetri dasar alam semesta dan untuk penjelasan mengapa alam semesta mengandung lebih banyak materi daripada antimateri.
Terkait: Fisikawan menemukan partikel yang belum pernah dilihat sebelumnya duduk di atas meja
Sementara itu, detektor ALICE akan dijalankan untuk mempelajari tumbukan ion berenergi tinggi, yang akan mengalami peningkatan 50 kali lipat dibandingkan dengan proses sebelumnya. Saat menghancurkan ion bersama-sama, ion – inti atom yang mengeluarkan muatan listrik dengan melepaskan elektron dari kulit orbitalnya – menghasilkan sup subatomik primordial yang disebut plasma quark-gluon, keadaan materi yang hanya ada selama mikrodetik pertama setelahnya. ledakan besar.
Selain upaya penelitian ini, sekelompok kelompok yang lebih kecil akan menyelidiki akar misteri fisik lainnya melalui eksperimen yang akan mempelajari interior proton. penyelidikan perilaku sinar kosmik; Dan pencarian monopol magnetik teoretis yang panjang, partikel hipotetis yang merupakan magnet terisolasi dengan hanya satu kutub magnet. Selain itu ada dua eksperimen baru, yang disebut FASER (Advanced Search Experiment) dan SND (Scattering and Neutrino Detector), yang dimungkinkan dengan pemasangan dua detektor baru saat akselerator baru-baru ini dimatikan. FASER akan mencari partikel yang sangat ringan dan berinteraksi lemah, seperti neutrino dan materi gelap, dan SND akan mencari secara eksklusif untuk neutrinopartikel hantu yang dapat melakukan perjalanan melalui sebagian besar materi tanpa berinteraksi dengannya.
Salah satu fisikawan partikel yang sangat bersemangat untuk mencarinya adalah akson yang telah lama ditunggu-tunggu, partikel hipotetis aneh yang tidak memancarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya, dan merupakan tersangka utama dalam materi gelap terbuat dari apa.
Putaran ketiga LHC ini dijadwalkan berlangsung selama empat tahun. Setelah waktu itu, tabrakan akan dihentikan lagi untuk peningkatan lebih lanjut yang akan mendorong Collider ke tingkat kekuatan yang lebih besar. Setelah ditingkatkan dan beroperasi kembali pada tahun 2029, penumbuk luminositas tinggi LHC diharapkan dapat menangkap 10 kali lipat data dari gabungan tiga siklus sebelumnya.
Awalnya diterbitkan di Live Science.
More Stories
Legiuner berangkat dalam dua kapal pesiar terpisah yang terkait dengan fitur kemewahan khusus ini: lapor
Setelah 120 tahun tumbuh, bambu Jepang baru saja berbunga, dan itu menjadi masalah
Bukti adanya lautan di bulan Uranus, Miranda, sungguh mengejutkan