CERN araştırmacıları, karanlık madde arayışında Büyük Hadron Çarpıştırıcısını çalıştırıyor

Bilim adamları büyük ölçüde karanlık maddenin gerçek olduğuna inansalar da, hiçbiri onu göremedi veya uyduramadı. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı adı verilen parçacık parçalayıcı üzerinde yapılan veri toplama ve güç yükseltmeleri, araştırmacılara maddeyi görselleştirmek ve anlamak için en iyi fırsatlardan birini sağlayabilir.

New York Üniversitesi’nde fizik doçenti Joshua Ruderman, “Karanlık maddenin özelliklerini anlayabilirsek, galaksimizin neyden yapıldığını öğreniriz” dedi. “Dönüştürücü olacak.”

Bilim adamlarının Higgs bozonunu araması yeni bir atom altı parçacıkla sonuçlanır

Karanlık madde on yıllardır fizikçileri büyüledi. Evrenin önemli bir parçasını oluşturduğuna yaygın olarak inanılır ve onun hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak, evrenin nasıl oluştuğuna dair ipuçları sağlayabilir.

Evrendeki tüm yıldızlar, gezegenler ve galaksiler, evrendeki maddenin sadece %5’ini temsil eder. Bilim adamlarına göre CERN’de. Evrenin kabaca yüzde 27’sinin ışığı emmeyen, yansıtmayan veya yaymayan karanlık maddeden oluştuğuna inanılıyor, bu da tespit edilmesini son derece zorlaştırıyor. Araştırmacılar, onun nesneler üzerindeki yerçekimsel çekimini ve ışığın bükülmesine nasıl yardımcı olduğunu gördükleri için orada olduğunu söylüyorlar.

Araştırmacılar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısının yardımcı olabileceğini umuyor. LHC, parçacık fiziğindeki olağanüstü soruları yanıtlamaya yardımcı olmak için Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü tarafından on yıldan fazla bir süre içinde inşa edildi. Cihaz yaklaşık olarak 328 metre yeraltı Fransa-İsviçre sınırına ve Cenevre şehrine yakın bir tünelde. Çevresi yaklaşık 17 mil uzanır.

Çarpıştırıcının içinde, süper iletken mıknatıslar yaklaşık 456 Fahrenheit’e kadar – uzaydan daha soğuk – soğurken, ışık hızına yakın iki parçacık demeti çarpışır. Bilim adamları, karmaşık sensörler ve ekranlar kullanarak, Big Bang’e benzer koşulları tekrarlayan bu çarpışmalardan elde edilen materyali analiz ediyorlar. hakkında bilgi edinmelerini sağlar. Evrenin ilk anları.

Makine Eylül 2008’de çalışmaya başladı, ancak iyileştirmeler için birkaç kez kapatıldı. Son üç yılda mühendisler çarpıştırıcıyı daha fazla veri algılayabilmesi ve daha yüksek hızlarda çalışabilmesi için yükseltti. Şimdi hızlandırıcı, şimdiye kadarki en yüksek enerji seviyesinde, 13,6 trilyon elektron voltta çalışabilir ve bilim adamlarının parçacık fiziğine yeni anlayışlar getirebilecek daha büyük ve daha karmaşık deneyler yapmalarına olanak tanır.

“Bu büyük bir artış” dedi CERN Hızlandırıcılar ve Teknoloji Direktörü Mike Lamont Yeni keşiflerin yolunu açmak.

Higgs bozonu ve bunun teknoloji için anlamı

Erken evrende parçacıkların kütlesi yoktu, bu yüzden bilim adamları uzun zamandır yıldızların, gezegenlerin ve ekstra yaşam formlarının nasıl olduğunu merak ettiler. 1964’te fizikçiler François Englert, Peter Higgs ve diğerleri, bir kuvvet alanının parçacıklara temas ettiklerinde kütle kazandırdığını teorileştirdiler, ancak varlığın varlığını belgeleyemediler.

Varsayılan kuvvet alanının bir parçası olan Higgs bozon parçacığının keşfi, Englert ve Higgs A. Nobel Fizik Ödülü.

Bu parçacık hem bilim adamlarını hem de kamuoyunu hayrete düşürdü. CERN ve Çarpıştırıcı, Dan Brown’ın kitap ve film uyarlamasında öne çıkıyor.melekler ve seytanlar. “

Ancak şimdi araştırmacılar, özellikle karanlık maddeyi çevreleyen daha can sıkıcı soruları yanıtlamak istiyor.

Dört yıllık Büyük Hadron Çarpıştırıcısı deneyi sırasında, bilim adamları karanlık maddeye dair kanıt bulmayı umuyorlar. Cihazı çalıştırırken, protonlar neredeyse ışık hızında dönecek. Umut, çarpıştıklarında, araştırmacılar, karanlık maddeye benzer özelliklere sahip yeni parçacıklar yarattıklarını söyledi.

Ayrıca Higgs bozonunun nasıl davrandığı hakkında daha fazla şey öğrenmeyi umuyorlar. Salı günü, çarpıştırıcı veri toplamaya başladıktan kısa bir süre sonra, CERN’deki bilim adamları duyurmak Atom altı parçacıkların birbirleriyle nasıl ilişkili olduğuna dair ipuçları sağlayabilecek üç yeni “garip” parçacık keşfettiler.

“Yüksek Enerji Çarpıştırıcıları, doğayı en küçük ölçeklerde keşfetmek ve evreni yöneten temel yasaları keşfetmek için elimizdeki en güçlü mikroskop olmaya devam ediyor.” dedi CERN’de Teori Bölüm Başkanı Gian Giudice.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda bilimin geleceğine gizli bir bakış

New York Üniversitesi’nden Ruderman, CERN’in karanlık madde hakkında bilgi edinme ve evrenin kökenlerini açıklama arayışının, CERN’in deneyin sonuçlarını endişeyle beklemesine neden olduğunu söyledi. Araştırma onu çok heyecanlandırıyor. “Bu yüzden sabahları kalkarım” dedi.

Deneyden veriler gelmeye başladığında, Ruderman yeni parçacıklar üretip üretmediğini görecek. Öyle olsa bile, karanlık madde olup olmadığını hemen söylemek zor olurdu.

İlk olarak, söz konusu parçacığın ışık yayıp yaymadığını değerlendirmeleri gerekecek. Eğer öyleyse, bu onun karanlık madde olma olasılığını azaltır. İkincisi, parçacık uzun bir süre etrafta olduğuna dair işaretler göstermeli ve hemen bozulmamalı, çünkü teoride karanlık madde milyarlarca yıl dayanabilmelidir. Ayrıca parçacığın mevcut karanlık madde teorilerine benzer şekilde davranacağını umuyorlar.

Ruderman, keşfi yapmanın dört yıldan fazla sürebileceğini söyledi.

CERN bilim adamları önümüzdeki dört yıl içinde karanlık maddeyi keşfetmezlerse, çalışmalarda daha fazla terfi alacaklar. Güncellemeler muhtemelen mevcut kapatmadan üç yıl sonra olacak ve dördüncü tur veri toplama ve denemelerin 2029’da başlamasını sağlayacak.

Planlandığı gibi, deney, önceki deneylere göre 10 kat daha fazla veri yakalayabilir. CERNiçin web sitesi. Ancak evrenin sırlarını açığa çıkarmak kolay değildir.

Rodman, “Bu zor ve bir ömür boyu keşif gerektirebilecek bir şey” dedi.