น้อยกว่าห้าปีหลังจากที่มันมีชีวิตอยู่ Hadron Collider ขนาดใหญ่ได้ยืนยันการมีอยู่ของ Higgs boson อนุภาคที่อาจอธิบายได้ว่าอนุภาคอื่น ๆ ได้รับมวลของพวกเขาอย่างไร
การยืนยันเกิดขึ้นในวันนี้ (14 มีนาคม) หลังจากประกาศการค้นพบของอนุภาคประถมในเดือนกรกฎาคม 2555 ในเวลานั้นนักวิจัยสงสัยอย่างยิ่งว่าพวกเขาต้องการพบฮิกส์แต่จำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติม ตั้งแต่นั้นมาพวกเขาได้เพิ่มปริมาณข้อมูลที่มีอยู่ในอนุภาคโดยใช้ Large Hadron Collider (LHC) เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (27 กิโลเมตร) วงแหวนใต้ดินบนชายแดนฝรั่งเศส-สวิสต์ซึ่งโปรตอนอยู่รอบ ๆ ความเร็วของแสง
ด้วยการค้นพบ Higgs Boson สิ่งที่มีอะไรอีกสำหรับเครื่องจักรขนาดใหญ่และผิดปกติที่ต้องทำ? ล็อตตามนักฟิสิกส์
สำหรับสิ่งหนึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังคงทำงานอยู่ว่าHiggs Boson ที่พวกเขาค้นพบเหมาะกับแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์หรือถ้ามันเหมาะกับทฤษฎีอื่นดีกว่า (จนถึงตอนนี้โมเดลมาตรฐานดูเหมือนจะเป็นผู้สมัครที่ชนะ)
และการตามล่าหา Higgs Boson เป็นเพียงหนึ่งในโครงการต่อเนื่องที่เครื่องเร่งอนุภาค โครงการอื่น ๆ มีเป้าหมายที่ต่ำต้อยเช่นการอธิบายสสารมืดเผยให้เห็นความสมมาตรของจักรวาลและแม้กระทั่งมองหามิติใหม่ของอวกาศตามที่กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาและมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ -5 เหตุผลที่เราอาจอาศัยอยู่ในลิขสิทธิ์-
“ มันเป็นเครื่องจักรที่สามารถใช้พลังงานที่สูงขึ้นได้ในที่สุดอาจจะเป็นปัจจัยที่สูงกว่าเจ็ดเท่า” Peter Woit นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกล่าว "ซึ่งหมายถึงการไประยะทางเล็กลงเจ็ดเท่าและโดยทั่วไปมองหาสิ่งที่คุณสามารถหาได้"
นี่คือโครงการสำคัญอย่างต่อเนื่องที่ LHC:
อลิซ (การทดลองไอออนไอออนขนาดใหญ่ @ Cern): โดยการทุบอนุภาคร่วมกันนักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างสองสามมิลลิวินาทีแรกหลังจากบิ๊กแบงส่องสว่างประวัติศาสตร์ยุคแรก ๆ ของจักรวาล เครื่องตรวจจับสูง 52 ฟุต (16 เมตร) และ 85 ฟุต (261 ม.) ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาสิ่งที่เรียกว่าพลาสมา Quark-Gluon นักวิจัยชนกันไอออนหนักปลดปล่อยควาร์กและกลูออน (ควาร์กเป็นส่วนที่เป็นส่วนประกอบของโปรตอนซึ่งจัดขึ้นโดยกลูออน) ใช้เครื่องจักรเช่น LHC เพื่อแยกอนุภาคอะตอมเหล่านี้และศึกษาเป็นรายบุคคล
Atlas (อุปกรณ์ LHC Toroidal):นี่คือการทดลองที่สังเกตเห็นฮิกส์ในเดือนกรกฎาคม แต่งานของ Atlas ยังไม่เสร็จ LHC และเครื่องตรวจจับ Atlas กำลังอยู่ในโหมดปิดระบบเพื่อเตรียมการเพิ่มพลังงาน เมื่อ LHC เริ่มต้นอีกครั้งหลังจากปี 2013 Atom Smasher จะสามารถเหวี่ยงโปรตอนให้กันได้ที่ 14 Teraelectronvolts (TEV), เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า 7 TEV ก่อนหน้านี้
Atlas มีภารกิจกว้าง มันเป็นเครื่องมือที่สามารถค้นหาขนาดพิเศษของพื้นที่และความสมมาตรความคิดที่ว่าอนุภาคที่รู้จักทุกชนิดมี "อนุภาค superpartner" เป็นองค์ประกอบสำคัญของทฤษฎีสตริง ในทางกลับกัน Supersymmetry จะช่วยอธิบายพลังงานมืดซึ่งอาจมีอยู่ในสุญญากาศของอวกาศและรับผิดชอบการเร่งความเร็วของการขยายตัวของจักรวาล Atlas ยังเป็นส่วนหนึ่งของไฟล์ค้นหาสสารมืดรูปแบบลึกลับของสสารที่อาจคิดเป็นมากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ของความหนาแน่นทั้งหมดของจักรวาล แต่ไม่เป็นที่รู้จัก -โอ้โห อนุภาคเล็ก ๆ ที่เจ๋งที่สุดในธรรมชาติ-
CMS (Solenoid Muon ขนาดกะทัดรัด):เช่นเดียวกับ Atlas, CMS เป็นงานซื้อขายแจ็คของทุกคน เครื่องตรวจจับมีไว้เพื่อสำรวจคำถามเดียวกันเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาลและพื้นฐานของสสาร
LHCB (ความงาม Collider Hadron ขนาดใหญ่):โครงการ LHCB ศึกษาว่า B Mesons สลายตัวอย่างไร Mesons เป็นอนุภาคที่ทำจากควาร์กและ antiquark ผูกไว้ด้วยกัน; B Meson มีรสชาติของควาร์กที่รู้จักกันในชื่อ "B-Quark" การศึกษาการสลายตัวนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจความไม่สมดุลระหว่างยาปฏิสตและสสาร ในช่วงบิ๊กแบงสสารและยาปฏิสตควรถูกสร้างขึ้นในปริมาณที่เท่ากันทฤษฎีฟิสิกส์ชั้นนำแนะนำ ถึงกระนั้นโลกก็ถูกสร้างขึ้นมาเกือบทั้งหมดดังนั้นความลึกลับยังคงอยู่: เกิดอะไรขึ้นกับ Antimatter?
LHCB จะศึกษาผลิตภัณฑ์การสลายตัวของอนุภาค Higgs Boson
LHCF (Collider Hadron ขนาดใหญ่ไปข้างหน้า):โครงการนี้เป็นเพียง Spacey LHCF มุ่งเน้นไปที่ฟิสิกส์ของรังสีคอสมิคอนุภาคที่มีประจุที่ไหลผ่านอวกาศ พลังงานสูงเป็นพิเศษรังสีจักรวาลยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักฟิสิกส์ที่หวังว่าจะได้พบต้นกำเนิดของพวกเขาด้วยความช่วยเหลือจากการทดลอง LHCF ซึ่งเป็นความร่วมมือร่วมกับหอสังเกตการณ์ปิแอร์ออกัวร์ในอาร์เจนตินาและอาเรย์กล้องโทรทรรศน์ในยูทาห์
โทเท็ม (ส่วนตัดทั้งหมด, การกระเจิงยืดหยุ่นและการแยกการเลี้ยวเบน):เครื่องตรวจจับโทเท็มมีขนาดเล็กตามมาตรฐาน LHC ที่เกี่ยวข้องกับนักวิทยาศาสตร์เพียงประมาณ 100 คน (โครงการเช่น Atlas มีหลายพัน) เป้าหมายคือการวัดว่าอนุภาคกระจายไปอย่างไรในมุมเล็ก ๆการชนกันของโปรตอน-โปรตอนใน LHC การชนที่ศึกษาโดยโทเท็มรวมถึงผู้ที่โปรตอนหนึ่งตัวหรือโปรตอนทั้งสองรอดชีวิตจากความผิดพลาดทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณโอกาสในการชนกันทำลายโปรตอนทั้งสอง ในทางกลับกันตัวเลขเหล่านั้นบอกนักวิจัยถึงความน่าจะเป็นที่จะผลิตอนุภาคเฉพาะในการชน
หนึ่งเธรดที่เชื่อมต่อการทดลองทั้งหมดที่ Hadron Collider ขนาดใหญ่คือความหวังว่าสิ่งใหม่ ๆ และไม่คาดคิดจะเกิดขึ้น
“ มีประวัติอันยาวนานในวิชาฟิสิกส์ที่คุณได้รับความสามารถในการดูสิ่งต่าง ๆ ในระดับที่เล็กกว่าและเล็กกว่ามากคุณเห็นสิ่งที่คุณไม่ได้คาดหวัง” Woit บอก LiveScience “ พวกเขาหวังว่า LHC จะพบสิ่งที่เราไม่เคยคิดมาก่อนและนั่นยังไม่เกิดขึ้นและบางทีมันอาจจะไม่เคย”
Tia Ghose ของ LiveScience มีส่วนร่วมในการรายงานเรื่องนี้
ติดตาม Stephanie Pappas@sipapas- ติดตาม Livescience บน Twitter@livescience-FacebookหรือGoogle+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับLiveScience.com-
