След тригодишна пауза за планирана поддръжка, модернизация и заради пандемията, Големият адронен колайдер (LHC) се подготвя за зареждане за третия си и най-мощен досега експериментален период.
Ако всички първоначални тестове и проверки, започващи този месец, вървят добре, учените ще започнат експерименти през юни и бавно ще достигнат пълна мощност до края на юли. А физиците очакват да получат революционни данни от новите експерименти, пише Live Science.
В предстоящия трети цикъл подобрените възможности на колайдера ще се съсредоточат върху изследването на свойствата на частиците в Стандартния модел, включително бозона на Хигс и търсенето на доказателства за тъмна материя.
Обновеният LHC е още по-мощен, ще може да ускорява частиците до още по-високи енергии: предишната граница бе 6,5 TeV, сега тази стойност се увеличава до 6,8 TeV. Това означава, че атомите ще се сблъскват един с друг по-често. Това ще позволи да се наблюдават следите на нови видове частици.
С помощта на новия изключително високоенергиен ускорител специалистите ще се опитат да намерят неуловимите частици, които изграждат тъмната материя, която упражнява гравитация, но не взаимодейства със светлината.
Новата фаза на експлоатация на LHC ще доближи учените до отговора на въпроса защо Вселената изобщо съществува. Смята се, че по време на Големия взрив материята и антиматерията са се образували едновременно в равни количества. Теоретично те би трябвало да се унищожат взаимно при контакт, но нашият материален свят все пак съществува.
От 2008 г. LHC разбива атомите с невероятна скорост, за да намери нови частици, като бозона на Хигс, елементарна частица и последното липсващо звено в Стандартния модел, който описва фундаменталните сили и частици във Вселената.
В предстоящия трети цикъл експериментът ATLAS, най-големият детектор на частици в LHC, ще се опита да отговори на въпрос, който озадачава учените от десетилетия: Защо всички неутрино, открити досега, са само с лява хиралност (посока на въртене)?
Ако свиете ръцете си в юмруци и протегнете палци към тавана, ще видите примери за частици с дясна и лява хиралност. Те имат противоположно въртене (защото левите ви пръсти се извиват по посока на часовниковата стрелка, а десните ви се извиват обратно на часовниковата стрелка), но имат една и съща посока на движение (накъдето сочи палецът ви).
Частици като кварките и другите три лептона (електронът, мюонът и тау) имат както лява, така и дясна версия както на материалната частица, така и на техния партньор от антиматерия. Неутриното прави изключение.
Това води до въпроса: Къде са десните неутрино и левите антинеутрино? Остава загадка, но учените подозират, че – тъй като все още не сме ги виждали – ако съществуват тези десни неутрино, те ще бъдат много различни от левите неутрино, които познаваме. Може би те са много по-тежки или не взаимодействат чрез слабата сила, а вместо това взаимодействат само чрез гравитацията (така наречените „стерилни неутрино“). Всъщност десните неутрино са добър кандидат за стерилните неутрино, които са били загатнати при различни експерименти, но все още не са открити. Много експерименти се опитват сега да открият дали тези стерилни неутрино наистина съществуват.
ATLAS ще бъде на лов за ляв роднина на неутриното, наречен тежък неутрален лептон, според изявление на колаборация ATLAS.
Предстоящото стартиране на LHC ще въведе и два нови физически експеримента: детекторът за неутрино SND (Scattering and Neutrino Detector) и FASER (Forward Search Experiment).
FASER ще използва детектор, разположен на 480 метра от мястото на сблъсъците за експеримента ATLAS, с цел събиране на неизвестни екзотични частици, които могат да пътуват на дълги разстояния, преди да се разпаднат в откриваеми частици - например потенциални слабо взаимодействащи масивни частици, които едва взаимодействат с материята и са кандидато за частици тъмна материя. Поддетекторът на FASER, FASERν и SND ще се стремят да открият високоенергийни неутрино, за които е известно, че се произвеждат на мястото на сблъсъка, но никога не са били открити.
LHC също така ще разбива атомите по-често, което би трябвало да улесни учените при намирането на необичайни частици, които много рядко се произвеждат по време на сблъсъци. Надстройките на детектора на LHC ще позволят на неговите инструменти да събират висококачествени данни за този нов енергиен режим. Но докато експериментите с LHC ще доставят терабайти данни всяка секунда, само малка част може да бъде запазена и проучена. Затова учените от ЦЕРН са подобрили автоматизираните системи, които първо обработват данните и избират най-интересните събития, които да бъдат запазени и по-късно проучени от учените.
Третият цикъл е планиран да продължи до края на 2025 г. Вече учените обсъждат следващия кръг от надстройки, които допълнително да увеличат броя на едновременните сблъсъци и енергии и ще подобрят чувствителност на инструментите.
Източник: Large Hadron Collider is waking up after a 3-year nap, and it could help explain why the universe exists.
Mara Johnson-Groh, Live Science
Още по темата
Физика
Рекордна проява на асиметрията материя-антиматерия е наблюдавана в Големия адронен колайдер
Физика
Когато се включи Големият адронен колайдер, той може да улови тъмната материя
Физика
Забравете за "стерилното неутрино", кандидатът за тъмна материя
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари