Large Hadron Collider를 재부팅하고 자연의 다섯 번째 힘을 찾아서 | 대형 강입자 충돌기

그만큼 대형 강입자 충돌기 LHC(LHC)는 3년 만에 다시 재개되며, 자연의 다섯 번째 근원적인 힘의 존재를 나타낼 수 있는 미스터리한 변칙성이 있는지에 대한 과학적 문제를 해결할 것으로 기대된다.

수수께끼 같은 결과 작년에 언급한 그는 20마일 길이의 충돌기가 10년 이상 후에 두 번째로 거대한 발견을 할 수 있다는 희망에 불을 붙였습니다. 힉스 보존.

작년에 이 연구를 담당한 팀이 속한 Imperial College London의 입자 물리학자인 Dr.

지금까지 힉스를 포함하여 LHC에서 발견된 모든 것은 소위 말하는 것과 일치합니다. 표준 양식. 이것은 1970년대부터 입자 물리학의 지도 이론이 되었지만 암흑 물질의 본질과 같은 물리학의 가장 깊은 신비를 설명하지 못하기 때문에 불완전한 것으로 알려져 있습니다.

하지만, LHCb 실험에서 수집된 데이터스위스 Cern에 있는 4개의 거대 입자 탐지기 중 하나는 표준 모델로는 설명할 수 없는 방식으로 입자가 행동하는 것으로 보입니다.

이 실험은 아름다움 쿼크(beauty quark)라고 불리는 입자의 붕괴를 관찰했는데, 이는 전자와 더 무거운 사촌인 뮤온으로 같은 속도로 붕괴할 것으로 예상됩니다. 그러나 뷰티 쿼크는 뮤온이 15% 더 적은 것으로 판명되어 알려지지 않은 요인(잠재적으로 새로운 힘)이 저울을 뒤집고 있음을 나타냅니다. 상위 후보 중 2개는 렙토쿼크 또는 Z 프라임이라고 하는 가상의 힘을 전달하는 입자를 포함합니다.

Patel은 “위험이 매우 높습니다. “만약 우리가 그것을 확인한다면, 그것은 우리가 한 번도 본 적이 없는 종류의 혁명이 될 것입니다. 확실히 제 인생에서 말이죠. 당신은 그것을 망치고 싶지 않을 것입니다.”

2018년에 업그레이드를 위해 LHC를 종료하기 전에 팀은 우연히 발생하는 결과에 대한 확률이 대략 1000임을 나타내는 충분한 데이터를 수집했습니다. 그러나 입자 물리학의 황금 표준은 3.5미터의 신뢰 수준에서 훨씬 더 엄격한 것이므로 발견이 발표되기 전에 더 많은 데이터가 필요합니다. 알려지지 않은 실험적 결함이 결과를 설명할 수 있다는 오랜 가능성도 있습니다.

Patel은 “이 결과를 입자 물리학자들에게 보여줄 때 그들의 첫 번째 본능은 자연의 새로운 힘이라기보다 ‘너희들이 망쳤다’는 것이다.”라고 Patel은 말했습니다. “우리 물리학자들은 확신을 넘어서서 다른 면에서 벗어나기를 좋아합니다.”

지난 1년 동안, 최근 실험을 포함하여 다른 실험에서 볼 수 있는 표준 모델보다 더 흥미로운 물리학 힌트에 대한 기대가 높아졌습니다. 미국에서 Fermilab의 설명할 수 없는 결과.

Large Hadron Collider의 Atlas 실험에 참여하고 있는 University College London의 John Butterworth 교수는 “이제 느슨한 필라멘트 세트가 있는 것으로 보입니다.”라고 말했습니다. “이번 레이스나 다음 라운드에서 도달할 수 있는 거리에 뭔가가 있을지도 모른다는 생각이 들기 시작했습니다.”

LHC가 표준 모델을 넘어서는 새로운 과학을 감지하지 못한다면 그것은 실패를 나타내는 것이 아니라 우리가 다음에 살펴봐야 할 분야에 대해 “조금 곤경에 처하게” 될 것이라고 Butterworth는 말했습니다.

세 번째 라운드는 충돌기 내부의 양성자를 더 미세하고 밀도가 높은 빔으로 압축하도록 설계된 추가 강력한 자석 설치를 포함하는 업그레이드 후 2026년까지 계속될 것으로 예상됩니다. 이것은 가속기 내부의 입자 충돌 속도를 증가시켜 과학자들이 희귀한 사건을 더 정확하게 모니터링할 수 있음을 의미합니다.

미국 듀크 대학의 실험 입자 물리학자인 Ashutosh Kotwal은 “새로운 아이디어를 발견할 가능성은 여전히 ​​매우 큽니다. 지금까지 수집한 데이터가 전체 데이터의 10분의 1에 불과하다는 것, 우리가 계획하고 있는 것, 낙심하기에는 너무 이르다”고 말했다.