ในปี 2558 Atom Smasher ที่ทรงพลังที่สุดในโลกซึ่งเป็น Hadron Collider ขนาดใหญ่จะเริ่มต้นใหม่ ตัวเร่งอนุภาคได้ค้นพบ Higgs Boson แล้วที่เรียกว่า "God Particle" และเมื่อมันกลับมาออนไลน์หลังจากใช้เวลาสองปีในการอัพเกรดนักวิจัยแนะนำว่ามันสามารถค้นพบอนุภาคของพระเจ้าเหล่านี้เช่นเดียวกับมิติพิเศษของความเป็นจริง
ที่Hadron Collider ขนาดใหญ่(LHC) เป็น Collider อนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลกโดยมีวงแหวนประมาณ 16 ไมล์ (27 กิโลเมตร) มันเร่งอนุภาคให้เกือบความเร็วของแสงโดยใช้แม่เหล็กเกือบ 9,600 ตัวประกอบด้วยเหล็กประมาณ 10,000 ตันมากกว่าในหอไอเฟล แม่เหล็กเหล่านี้ประกอบด้วยขดลวดของเส้นใยที่ถ้าพวกมันคลี่คลายจะยืดออกไปที่ดวงอาทิตย์และกลับมาห้าครั้งโดยมีเหลือพอสำหรับการเดินทางไปยังดวงจันทร์สองสามครั้ง
ที่ใหญ่ที่สุดของแม่เหล็กของ LHCมีน้ำหนัก 35 ตันและมีความยาวประมาณ 50 ฟุต (15 เมตร) พวกเขาสามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่มีพลังมากกว่าโลกมากกว่า 100,000 เท่า แม่เหล็กเหล่านี้ต้องการการระบายความร้อนจากฮีเลียมเหลวทำให้ LHC เป็นตู้เย็นที่ใหญ่ที่สุดในโลก - แม่เหล็กทำงานที่อุณหภูมิลบ 456.3 องศาฟาเรนไฮต์ (ลบ 271.3 องศาเซลเซียส) เย็นกว่าพื้นที่นอก
ในปี 2012 Atom Smasher ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบHiggs Boson เป็นที่ต้องการมายาวนานซึ่งช่วยให้มวลแก่อนุภาคทั้งหมดที่มีมวลเช่นโปรตอนและอิเล็กตรอน Higgs Boson นั้นมีมวลอิเล็กตรอน 125 พันล้านโวลต์หรือมากกว่า 130 เท่าของมวลของโปรตอน
ถึงกระนั้นอุดมไปด้วยการเก็บเกี่ยวผลลัพธ์รอบ ๆ ฮิกส์ก็คือ LHC ได้รับการออกแบบให้มีประสิทธิภาพยิ่งกว่าที่เคยเป็นมา เพียงเก้าวันหลังจากที่มันมีชีวิตอยู่ครั้งแรกในปี 2008 การเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ผิดพลาดระหว่างแม่เหล็กสองตัวที่นำไปสู่ฮีเลียมหลายตันที่หลบหนีด้วยแรงระเบิดทำให้แม่เหล็กหลายสิบ -Wacky Physics: อนุภาคเล็ก ๆ ที่เจ๋งที่สุดในธรรมชาติ-
ตอนนี้ LHC ได้รับการตั้งค่าให้กลับมาในปี 2558 เกือบสองเท่าที่ทรงพลังเป็นครั้งแรกจากปี 2010 ถึง 2013
“ การเพิ่มพลังงานเป็นสองเท่าจะมีผลกระทบอย่างมากต่อการค้นหาอนุภาคใหม่ที่ LHC” Gabriella Sciolla นักฟิสิกส์อนุภาคทดลองของมหาวิทยาลัย Brandeis ใน Waltham รัฐแมสซาชูเซตส์กล่าวซึ่งทำงานในการทดลอง Atlas ที่ LHC "ยิ่งพลังงานสูงขึ้นอนุภาคที่หนักกว่าก็สามารถผลิตได้"
การพัฒนาอย่างหนึ่งที่ LHC สามารถทำได้หลังจากรีสตาร์ทคือการค้นพบสิ่งที่อนุภาคแต่งหน้าสสารมืดหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในจักรวาล สสารมืดเป็นความคิดว่าเป็นสารที่มองไม่เห็นและลึกลับซึ่งทำขึ้นประมาณห้าหกของสสารในจักรวาล
แอนดรูว์ลันฟอร์ดนักฟิสิกส์อนุภาค ATLAS
ฉันทามติในหมู่นักฟิสิกส์จนถึงตอนนี้สสารมืดประกอบด้วยอนุภาคชนิดใหม่ที่มีปฏิสัมพันธ์กับเรื่องธรรมดาอย่างอ่อนแอเท่านั้น สสารมืดไม่สามารถอธิบายได้โดยอนุภาคใด ๆ ในรูปแบบมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคคำอธิบายที่ดีที่สุดในปัจจุบันคือโลกของอะตอม พวกเขาจะต้องเกิดขึ้นจากความเข้าใจใหม่ของฟิสิกส์ที่นอกเหนือไปจากโมเดลมาตรฐาน ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งอยู่ในความคิดที่เรียกว่า supersymmetry ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอนุภาคทุกชนิดที่รู้จักกันในแบบจำลองมาตรฐานมีพันธมิตรที่ยังไม่ได้ค้นพบ ตัวอย่างเช่นอิเล็กตรอนจะมีลูกพี่ลูกน้องคล้ายกันที่เรียกว่า selectrons
“ การค้นหาอนุภาคที่มีความสมมาตรทั้งหมดขึ้นอยู่กับการชนกันของพลังงานสูงระหว่างอนุภาค” Sciolla กล่าว
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า LHC ไม่สามารถตรวจจับอนุภาคสสารมืดใด ๆ ได้โดยตรง อย่างไรก็ตามหลังจาก LHC ชนโปรตอนด้วยกันพลังงานใด ๆ ที่หายไปจากผลที่ตามมาอาจบอกใบ้ในการสร้างและการดำรงอยู่ของอนุภาคสสารมืด Sciolla อธิบาย
การค้นพบอีกครั้งที่ LHC สามารถทำได้คือ Higgs Bosons ชนิดหนึ่ง “ LHC พิสูจน์แล้วว่ามี Higgs Boson ชนิดหนึ่ง - ไม่มีใครบอกว่าไม่สามารถมีวินาทีหรือสามหรือสี่ได้” Sciolla กล่าว "พวกเขาอาจจะเป็น higgs bosons ที่มีมวลแตกต่างกันมากขึ้นและอาจเรียกเก็บเงินตามที่คาดการณ์ไว้โดย supersymmetry"
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่ Higgs bosons โต้ตอบกับอนุภาคอื่น ๆ สามารถส่องสว่างธรรมชาติของสสารมืด “ อาจมีปฏิสัมพันธ์ที่หายากมากระหว่างฮิกส์และอนุภาคสสารมืดที่สามารถส่องแสงในสิ่งที่สสารมืด” Lankford กล่าว "ฮิกส์อาจเป็นพอร์ทัลในภาคมืด"
และสุดท้าย LHC อาจค้นพบสิ่งที่เรียกว่า Z-Prime หรือ Z 'Boson อนุภาคนี้เป็นรุ่นที่หนักกว่าของ Z Boson ซึ่งเป็นอนุภาคที่เชื่อมโยงกับแรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอซึ่งรองรับทั้งฟิวชั่นนิวเคลียร์และการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี
เกือบทุกทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่-ทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่สามารถอธิบายกองกำลังที่รู้จักทั้งหมด-จะแนะนำว่า Z-Prime มีอยู่จริง ซึ่งรวมถึงทฤษฎีที่แนะนำการมีอยู่ของมิติพิเศษของความเป็นจริงนอกเหนือจากสามมิติเชิงพื้นที่ของความยาวความกว้างและความลึกและมิติที่สี่ของเวลา
“ Z-Prime นั้นหนักกว่าอนุภาค Z มากบางอย่างเช่นมวลหลายสิบครั้ง” Sciolla กล่าว "Z-Prime สามารถสลายตัวได้ในวิธีที่ง่ายมากที่ให้ Muons ที่มีพลังมากสองตัวซึ่งเป็นอิเล็กตรอนรุ่นที่หนักกว่าถ้าเราสามารถตรวจจับลายเซ็น Muon ของ Z-Prime ซึ่งจะสนับสนุนแบบจำลองที่ทำนายการมีอยู่ของ Z-Prime"
เมื่อคำนึงถึงเรื่องทั้งหมดนี้นักวิจัยที่ LHC จึงรอคอยอย่างมากถึงปี 2558
“ เมื่อ LHC ตื่นขึ้นมาผู้คนจำนวนมากรู้สึกตื่นเต้นในตอนนี้” Sciolla กล่าว "มีความกระตือรือร้นมากมายที่นี่"
ติดตามวิทยาศาสตร์สด@livescience-Facebook-Google+-เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวิทยาศาสตร์สด-
