Heute, am 22. April, rasten erneut Strahlen aus verstreuten Elementarteilchen – Protonen – entlang des 27 Kilometer langen Rings des Large Hadron Collider. Der LHC wurde repariert, und Wissenschaftler haben seine Komponenten und Sensoren seit mehr als drei Jahren aufgerüstet. Ein Versuchsschritt nach der Rückkehr an die Arbeit war der Start von zwei Protonenstrahlen mit einer relativ schwachen Energie von 450 Gigaelektronenvolt (GeV). Neue Rekorde und hochenergetische Kollisionen stehen bevor.
Ein neuer Zyklus wissenschaftlicher Arbeit am LHC wird diesen Sommer beginnen. Sie dauert etwa vier Jahre. Bis dahin werden Experten rund um die Uhr am Beschleuniger arbeiten, um die Installation schrittweise zu starten und die Energie und Intensität der Strahlen sicher zu erhöhen, bevor Experimente mit Kollisionen mit einer Rekordenergie von 13,6 Teraelektronenvolt (TeV) beginnen.
Während des dritten Zyklus (Run 3) wird der LHC Kollisionsdaten nicht nur mit Rekordenergie, sondern auch in beispiellosen Mengen sammeln. Experimente mit den verbesserten ATLAS- und CMS-Sensoren werden mehr Kollisionen ergeben als die beiden vorherigen Forschungszyklen zusammen, und der LHCb-Sensor, der während des Herunterfahrens komplett neu gestaltet wird, wird dreimal so viele Ereignisse erfassen.
Der ALICE-Sensor, ein spezialisierter Detektor zur Untersuchung von Schwerionenkollisionen, wurde sogar noch umfassender aufgerüstet. Wissenschaftler erwarten nun eine Verfünfzigfachung der Gesamtzahl der aufgezeichneten Ionenkollisionen.
"Eine beispiellose Anzahl von Kollisionen wird es internationalen Physikerteams am CERN und auf der ganzen Welt ermöglichen, das Higgs-Boson im Detail zu untersuchen und das Standardmodell der Teilchenphysik und seine verschiedenen Erweiterungen den strengsten Tests zu unterziehen", sagte CERN in einer Pressemitteilung .
Die Erhöhung der Kollisionsenergie und der Leuchtkraft des Protonenstroms (die Anzahl der Kollisionen von Teilchen in einem Collider pro Flächeneinheit des Strahls) wird genügend neue Daten liefern, damit Wissenschaftler versuchen können, über die Grenzen des Standardmodells hinauszublicken Elementarteilchen.
Die modernisierte Anlage, die ursprünglich unter anderem zum Nachweis des Higgs-Bosons geschaffen wurde (was sie erfolgreich gemeistert hat!), Ermöglicht spezielle Kollisionen von Protonen mit Helium, um die Häufigkeit der Bildung von Antimaterie zu messen - Analoga von Protonen bei diesen Kollisionen. Kollisionen mit Sauerstoffionen, die unser Wissen über die Physik der kosmischen Strahlung und des Quark-Gluon-Plasmas - dem Zustand der Materie kurz nach dem Urknall - erweitern werden.
2022-04-22 19:27:05
Autor: Vitalii Babkin