世界最大の粒子コライダーは、これまで以上に原子を粉砕する準備をしています。
計画的メンテナンス、アップグレード、パンデミックの遅延が3年間続いた後、 大型ハドロン衝突型加速器 （LHC）は、3番目の、そしてこれまでで最も強力な実験期間に向けてパワーアップする準備をしています。 今月から始まるすべての初期テストとチェックがうまくいけば、科学者は6月に実験を開始し、7月末までにゆっくりとフルパワーに立ち上がると専門家はLiveScienceに語った。
新しい実行は、最終的に、呼ばれる幽霊のような粒子の待望の「右利き」バージョンを明らかにする可能性があります ニュートリノ; 暗黒物質を構成するとらえどころのない粒子を見つけます。これは重力を発揮しますが、光とは相互作用しません。 宇宙が存在する理由を説明するのにも役立ちます。
「いわゆるロングシャットダウン2の完了は、当初2年間計画されていましたが、COVID-19の大流行により、1年間延長され、予防と是正の両方の無数の保守作業を展開する機会を提供しました。そのような27キロメートルの長さを操作するために必要 [17 miles] LHCを運営する欧州核研究機構（CERN）の物理学者であるStephane Fartoukhは、LiveScienceに語った。
2008年以来、LHCは信じられないほどの速度で原子を粉砕し、ヒッグス粒子、素粒子、宇宙の基本的な力と粒子を説明する標準模型の最後の欠落部分などの新しい粒子を見つけました。
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次の3回目の実行では、コライダーのアップグレードされた機能は、標準モデルの粒子のプロパティの調査に焦点を当てます。 ヒッグス粒子、そして暗黒物質の証拠を探しています。
他のタスクに加えて、 ATLAS実験、LHCで最大の粒子検出器は、何十年にもわたって科学者を困惑させてきた質問に答えようとします。なぜこれまでのところすべてのニュートリノが南足で検出されているのでしょうか。 ほとんどの粒子は、粒子がどのように回転して動くかを表す左巻きと右巻きのフレーバーで提供され、同じ質量で反対の電荷を持つ反物質の双子を持っていると考えられています。 理論的には、右利きのニュートリノが存在するはずですが、とらえどころのない右利きのニュートリノ、左利きの反ニュートリノ、または通常のニュートリノの反物質の双子を見つけた人は誰もいません。 フェルミラボによると。 ATLASは、重いニュートリノと呼ばれるニュートリノに関連して提案された左利きを探しています。 声明 ATLASコラボレーションから。
「データを再度取得し、さまざまな検索で何が表示されるかを確認できることに興奮しています」と、CERNの物理学者であり、ATLASコラボレーションの教育およびアウトリーチコーディネーターであり、スウェーデンのウプサラ大学の准教授であるRebecaGonzalezSuarez氏はLiveに語りました。化学。 「たぶん、そこには驚きがあるでしょう。」
今後のLHC実行では、散乱およびニュートリノ検出器（SND）と前方探索実験（FASER）の2つの新しい物理実験も導入されます。 FASERは、ATLAS実験のために、衝突サイトから1,575フィート（480メートル）にある検出器を使用します。これは、検出可能な粒子に崩壊する前に長距離を移動できる未知のエキゾチック粒子を収集することを目的としています。物質と相互作用し、暗黒物質を構成する可能性があります。 FASERのサブ検出器であるFASERνとSNDは、衝突サイトで生成されることが知られているが、検出されたことのない高エネルギーニュートリノを検出することを目的としています。 このような検出は、科学者がこれらの粒子をこれまで以上に詳細に理解するのに役立ちます。
そして、彼らはまた別の難問に取り組むかもしれません。 物質と反物質はビッグバンで同量生産されたと考えられています。 理論的には、それは彼らが接触で全滅し、何も残さないはずだったことを意味します。 しかし、私たちの宇宙は存在し、ほとんどが問題です。
「これらの2つの実験は、暗黒物質の性質、ニュートリノの質量の起源、現在の宇宙における物質と反物質の不均衡など、物理学における最大のパズルのいくつかを解決しようとしています」とFartoukhは電子メールでLiveScienceに語った。 。
新しいアップグレードにより、LHCはこれまでになく激しく粒子を粉砕できるようになります。最大6.8テラエレクトロンボルトのエネルギーで、以前の制限である6.5テラエレクトロンボルトを上回り、LHCが新しいタイプの粒子を検出できるようになります。 また、LHCは原子をより頻繁に粉砕します。これにより、科学者は衝突時に生成されることが非常にまれな珍しい粒子を簡単に見つけることができます。 LHCの検出器のアップグレードにより、その機器はこの新しいエネルギーレジームに関する高品質のデータを収集できるようになります。 しかし、LHC実験では毎秒テラバイトのデータが配信されますが、保存して調査できるのはごく一部にすぎません。 そのため、CERNの科学者は、最初にデータを処理し、保存して後で科学者が研究する最も興味深いイベントを選択する自動システムを改善しました。
「」[LHC] 1秒あたり17億回の衝突が発生します。 ゴンサレス・スアレス氏はライブサイエンスに、「すべてのデータを保持することは不可能であるため、興味深いと思われるイベントを選択する戦略を立てる必要があります。そのために、ハードウェアの特定の部分を使用して、何かが似ているときに信号を送信します。それは面白い。”
3回目の実行は、2025年末まで続く予定です。すでに、科学者は、LHCの高光度フェーズの実行3の後に実装される次のアップグレードについて話し合っています。これにより、同時衝突とエネルギーの数がさらに増え、改善されます。機器の感度。
もともと公開された ライブサイエンス。
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