(Maximilien Brice/CERN/Wikimedia Commons/CCB-SA 3.0) 
Der größte Teilchenbeschleuniger der Welt bereitet sich darauf vor, Atome härter als je zuvor zu zertrümmern.
Nach einer dreijährigen Pause mit planmäßigen Wartungsarbeiten, Upgrades usw Pandemie Verzögerungen, die Large Hadron Collider (LHC) bereitet sich auf den Start seiner dritten und bisher leistungsstärksten Experimentierperiode vor.
Wenn alle ersten Tests und Kontrollen ab diesem Monat gut verlaufen, werden die Wissenschaftler im Juni mit den Experimenten beginnen und bis Ende Juli langsam die volle Leistung hochfahren, sagten Experten gegenüber WordsSideKick.com.
Der neue Lauf könnte endlich die lange gesuchten „rechtshändigen“ Versionen der sogenannten „Geisterteilchen“ enthüllen Neutrinos ; Finden Sie die schwer fassbaren Partikel, aus denen es besteht Dunkle Materie , das Schwerkraft ausübt, aber nicht mit Licht interagiert; und helfen sogar zu erklären, warum das Universum überhaupt existiert.
„Die Fertigstellung des sogenannten Long Shut-down 2, der zunächst auf zwei Jahre geplant war, sich aber aufgrund der … um ein Jahr verlängerte COVID 19 „Die Pandemie bot die Gelegenheit, die unzähligen präventiven und korrigierenden Wartungsarbeiten durchzuführen, die für den Betrieb einer solch 27 Kilometer langen [17 Meilen] komplexen Maschine erforderlich sind“, sagt Stephane Fartoukh, Physiker bei der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN), das den LHC betreibt, sagte gegenüber WordsSideKick.com.
Seit 2008 zerschmettert der LHC Atome mit unglaublicher Geschwindigkeit, um neue Teilchen wie das zu finden Higgs-Boson , ein Elementarteilchen und das letzte fehlende Stück im Standardmodell das grundlegende Kräfte und Teilchen im Universum beschreibt.
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Im kommenden dritten Lauf werden sich die verbesserten Fähigkeiten des Colliders auf die Erforschung der Eigenschaften von Teilchen im Standardmodell konzentrieren, einschließlich der Higgs-Boson und auf der Suche nach Beweisen dafür Dunkle Materie .
Neben anderen Aufgaben ist die ATLAS-Experiment , der größte Teilchendetektor am LHC, wird versuchen, eine Frage zu beantworten, die Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt: Warum sind das alles? Neutrinos Bisher Rechtsausleger erkannt?
Die meisten Partikel gibt es in links- und rechtsdrehenden Varianten – die beschreiben, wie sich die Partikel drehen und bewegen – und es wird angenommen, dass sie dies auch tun Antimaterie Zwillinge – die die gleiche Masse, aber die entgegengesetzte elektrische Ladung haben.
Theoretisch müsste es rechtshändige Neutrinos geben, aber noch nie hat jemand ein schwer fassbares rechtshändiges Neutrino gefunden Neutrino , ein linkshändiges Antineutrino oder ein Antimaterie-Zwilling eines gewöhnlichen Neutrinos, nach Fermilab .
Laut a wird ATLAS auf der Suche nach einem vorgeschlagenen linksdrehenden relativ zum Neutrino sein, das als schweres neutrales Lepton bezeichnet wird Stellungnahme aus der ATLAS-Kollaboration.
„Ich freue mich darauf, wieder Daten zu erhalten und zu sehen, was wir in den verschiedenen Suchvorgängen sehen können“, sagte Rebeca Gonzalez Suarez, CERN-Physikerin, Bildungs- und Öffentlichkeitskoordinatorin für die ATLAS-Kollaboration und außerordentliche Professorin an der Universität Uppsala in Schweden Live-Wissenschaft. „Vielleicht gibt es da eine Überraschung.“
Der bevorstehende LHC-Lauf wird auch zwei neue physikalische Experimente vorstellen: den Scattering and Neutrino Detector (SND) und das Forward Search Experiment (FASER).
FASER wird für das ATLAS-Experiment einen Detektor verwenden, der sich 1.575 Fuß (480 Meter) von der Kollisionsstelle entfernt befindet, mit dem Ziel, unbekannte exotische Partikel zu sammeln, die weite Strecken zurücklegen können, bevor sie in nachweisbare Partikel zerfallen – zum Beispiel potenziell schwach wechselwirkende massive Partikel, die kaum vorhanden sind interagieren mit Materie und könnten dunkle Materie bilden.
Der Subdetektor von FASER, FASERν, und SND werden darauf abzielen, hochenergetische Neutrinos zu erkennen, von denen bekannt ist, dass sie an der Kollisionsstelle erzeugt werden, die jedoch nie entdeckt wurden. Solche Nachweise werden Wissenschaftlern helfen, diese Partikel detaillierter als je zuvor zu verstehen.
Und möglicherweise lösen sie auch ein weiteres Rätsel. Es wird angenommen, dass dort Materie und Antimaterie in gleichen Mengen produziert wurden Urknall . Theoretisch bedeutet das, dass sie sich bei Kontakt hätten vernichten sollen und nichts zurückgelassen hätte. Dennoch existiert unser Universum und besteht größtenteils aus Materie.
„Diese beiden Experimente versuchen, einige der größten Rätsel der Physik zu lösen, wie etwa die Natur der Dunklen Materie, den Ursprung der Neutrinomassen und das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie im heutigen Universum“, sagte Fartoukh per E-Mail gegenüber WordsSideKick.com .
Die neuen Upgrades werden es dem LHC ermöglichen, Teilchen härter als je zuvor zu zerschlagen – bis zu einer Energie von 6,8 Teraelektronenvolt, eine Steigerung gegenüber der vorherigen Grenze von 6,5 Teraelektronenvolt –, was es dem LHC ermöglichen könnte, neue Arten von Teilchen zu erkennen.
Der LHC wird Atome auch häufiger zusammenschlagen, was es für Wissenschaftler einfacher machen sollte, ungewöhnliche Teilchen zu finden, die bei Kollisionen nur sehr selten entstehen.
Die Detektor-Upgrades des LHC werden es seinen Instrumenten ermöglichen, hochwertige Daten zu diesem neuen Energieregime zu sammeln. Doch während die LHC-Experimente jede Sekunde Terabytes an Daten liefern werden, kann nur ein Bruchteil gespeichert und untersucht werden.
Deshalb haben Wissenschaftler am CERN die automatisierten Systeme verbessert, die zunächst die Daten verarbeiten und die interessantesten Ereignisse auswählen, um sie zu speichern und später von Wissenschaftlern zu untersuchen.
„[LHC] erzeugt 1,7 Milliarden Kollisionen pro Sekunde. „Es ist unmöglich, all diese Daten aufzubewahren, deshalb brauchen wir eine Strategie, um die Ereignisse auszuwählen, die wir für interessant halten“, sagte Gonzalez Suarez gegenüber WordsSideKick.com. „Dafür nutzen wir bestimmte Teile unserer Hardware, die Signale senden, wenn etwas interessant aussieht.“
Der dritte Lauf soll bis Ende 2025 dauern. Wissenschaftler diskutieren bereits über die nächste Runde von Upgrades, die nach Lauf 3 für die High Luminosity-Phase des LHC implementiert werden sollen, wodurch die Anzahl gleichzeitiger Kollisionen und Energien weiter erhöht und verbessert wird Instrumentenempfindlichkeiten.
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Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Live-Wissenschaft . Lesen Sie hier den Originalartikel.