O Grande Colisor de Hádrons está de volta hoje (5 de julho) e foi projetado para esmagar partículas em níveis de energia nunca vistos antes.
o Grande Colisor de Hádrons (LHC) é o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo. Localizado em CERN Perto de Genebra, na Suíça, o circuito de 27 quilômetros está funcionando hoje, depois de passar quatro anos offline para atualizações. Com esses reparos concluídos, os cientistas querem usar o acelerador gigante para esmagar prótons com energias recordes de até 13,6 trilhões de elétron-volts (TeV) – um nível de energia que deve aumentar as chances de o acelerador produzir partículas ainda a serem observadas pela ciência. .
As atualizações do feixe de partículas do acelerador mais do que aumentaram sua faixa de potência; Aumentar o nível de compressão, tornando os feixes mais densos com partículas, aumentará tanto a probabilidade de uma colisão que espera-se que o acelerador capte mais interações de partículas em seu terceiro giro do que em seus dois experimentos anteriores combinados. Durante os dois períodos anteriores, de 2009 a 2013 e de 2015 a 2018, milho Smasher avançou a compreensão dos físicos de como os blocos de construção da matéria interagem – chamados Forma padrão Isso levou à tão esperada descoberta Bóson de HiggsA partícula indescritível que dá a toda a matéria sua massa.
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Mas, apesar dos experimentos com aceleradores, que produziram 3.000 artigos científicos sobre muitas pequenas descobertas e dicas intrigantes de física mais profunda, os cientistas ainda precisam encontrar evidências conclusivas de novas partículas ou física inteiramente nova. Após essa atualização, eles esperam que isso mude.
“Vamos medir a força das interações do bóson de Higgs com a matéria e forçar as partículas a uma precisão sem precedentes, e continuaremos nossa busca pelo bóson de Higgs decair.” matéria escura Além de procurar bósons de Higgs adicionais”, Andreas Hooker, porta-voz do Large Hadron Collider Cooperação do Atlasum projeto internacional que envolve físicos, engenheiros, técnicos, estudantes e pessoal de apoio, disse declaração (Abre em uma nova aba).
Dentro do circuito subterrâneo de 17 milhas do LHC, os prótons se movem perto da velocidade da luz antes de colidirem uns com os outros. Resultados? Novas e às vezes estranhas partículas se formam. Quanto mais rápido esses prótons vão, maior sua energia. Quanto maior a energia, maior a massa de moléculas que você pode produzir esmagando-as. Os trituradores de milho, como o LHC, detectam novas partículas em potencial procurando produtos indicadores de decomposição, pois as partículas mais pesadas geralmente têm vida curta e se decompõem imediatamente em partículas mais leves.
Um dos objetivos do LHC é examinar mais detalhadamente o Modelo Padrão, a estrutura matemática que os físicos usam para descrever todas as partículas fundamentais conhecidas no mundo. Universo e as forças com as quais interagem. Embora o modelo esteja em sua forma final desde meados da década de 1970, os físicos estão longe de estar satisfeitos com ele e estão constantemente procurando novas maneiras de testá-lo e, se tiverem sorte, descobrir novas físicas que falharão.
Isso porque o modelo, apesar de ser o mais abrangente e preciso até o momento, possui enormes lacunas, tornando-o completamente incapaz de explicar onde está a força do gravidade Quem, de que matéria escura é feita, ou por que há muito mais matéria do que Antimatéria no universo.
Enquanto os físicos querem usar o acelerador atualizado para examinar as regras do Modelo Padrão e aprender mais sobre o bóson de Higgs, as atualizações dos quatro detectores principais do LHC também o colocam em uma boa posição para procurar física além do que já é conhecido. Os principais detectores dos LHCs – ATLAS e CMS – foram atualizados para coletar mais do que o dobro dos dados que coletavam antes em sua nova missão de procurar partículas que podem persistir em duas colisões; E o detector LHCb, que agora coleta 10 vezes mais dados do que antes, procurará quebras nas simetrias fundamentais do universo e explicações de por que o universo contém mais matéria do que antimatéria.
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Enquanto isso, o detector ALICE será executado para estudar colisões de íons de alta energia, que terão um aumento de 50 vezes nas registradas em comparação com as execuções anteriores. Ao colidir os íons, os íons – núcleos atômicos que emitem uma carga elétrica removendo elétrons de sua camada orbital – produzem uma sopa subatômica primordial chamada plasma de quark-gluon, um estado da matéria que só existiu durante os primeiros microssegundos após a grande explosão.
Além desses esforços de pesquisa, um grupo de grupos menores investigará as raízes de outros mistérios físicos por meio de experimentos que estudarão o interior dos prótons. investigação do comportamento raios cósmicos; E a busca por um longo monopolo magnético teórico, uma partícula hipotética que é um ímã isolado com apenas um polo magnético. Somam-se a estes dois novos experimentos, chamados FASER (Advanced Search Experiment) e SND (Scattering and Neutrino Detector), que foram viabilizados pela instalação de dois novos detectores enquanto o acelerador foi desligado recentemente. O FASER procurará partículas altamente leves e de interação fraca, como neutrinos e matéria escura, e o SND procurará exclusivamente por neutrinosSão partículas fantasmagóricas que podem viajar pela maior parte da matéria sem interagir com ela.
Um físico de partículas particularmente animado para procurá-lo é o tão esperado axônio, uma estranha partícula hipotética que não emite, absorve ou reflete luz, e é a principal suspeita de que a matéria escura é feita.
Esta terceira rodada do LHC está programada para durar quatro anos. Após esse período, as colisões pararão novamente para novas atualizações que levarão o Collider a níveis ainda mais altos de potência. Uma vez atualizado e operacional novamente em 2029, espera-se que o colisor de alta luminosidade do LHC capture 10 vezes os dados dos três ciclos anteriores combinados.
Publicado originalmente no Live Science.
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