Veľký hadrónový urýchľovač sa reštartuje a začne pátrať po piatej sile prírody. Veľký hadrónový urýchľovač

Veľký hadrónový urýchľovač (LHC) sa reštartuje v piatok po trojročnej prestávke a očakáva sa, že vyrieši vedecký cliffhanger, či by záhadná anomália mohla poukazovať na existenciu piatej základnej sily prírody.

tantrický záver hlásené minulý rok Dúfa, že 20-kilometrový zrážač by mohol priniesť druhý úspešný objav o viac ako desať rokov neskôr higgsov bozón,

Dr Mitesh Patel, časticový fyzik z Imperial College London, ktorého tím bol zodpovedný za minuloročný výskum, povedal: „Do týchto pretekov ideme s optimizmom, že možno prichádza revolúcia. Držíme palce.“

Doteraz všetko objavené na LHC – vrátane Higgsa – zapadalo do súladu s tzv štandardný model, Je to hlavný princíp časticovej fyziky od 70. rokov 20. storočia, ale považuje sa za neúplný, pretože nedokáže vysvetliť niektoré z najhlbších záhad fyziky, ako je napríklad povaha temnej hmoty.

Hoci, Údaje zozbierané v experimente LHCbUkázalo sa, že jeden zo štyroch obrovských detektorov častíc vo švajčiarskom CERN-e má častice, ktoré sa správajú spôsobom, ktorý sa nedá vysvetliť štandardným modelom.

Experiment pozoroval rozpad častíc nazývaných kvarky krásy, o ktorých sa predpokladá, že sa budú rozkladať podobnou rýchlosťou ako elektróny a ich ťažšie príbuzné, mióny. Zdá sa však, že kvarky krásy sa často zmenili na mióny o 15 % menej, čo naznačuje, že misky váh nakláňa neznámy faktor – potenciálne nová sila. Dvaja z najlepších kandidátov zahŕňajú hypotetické častice prenášajúce silu nazývané leptokvarky alebo Z prvočísla.

„V stávke je veľmi veľa,“ povedal Patel. „Ak to potvrdíme, bude to revolúcia, akú sme ešte nevideli – určite za môjho života. Nechcete to pokaziť.“

Pred odstavením LHC kvôli modernizácii v roku 2018 tím zhromaždil dostatok údajov, ktoré naznačujú, že pravdepodobnosť, že jeden z výsledkov bude náhoda, bola asi tisíc. Zlatý štandard pre fyziku častíc je však prísnejší na úrovni spoľahlivosti 3,5 m, čo znamená, že pred vyhlásením objavu je potrebných viac údajov. Existuje tiež možnosť, že niektoré neznáme experimentálne poruchy môžu vysvetliť zistenia.

„Keď ukážete tento výsledok časticovým fyzikom, prvá tendencia je, že ste to posrali, nie že je to nová sila prírody,“ povedal Patel. „My fyzici sme radi v kurze a na druhej strane.“

Za posledný rok sa očakávanie rozrástlo o zaujímavejšie náznaky fyziky nad rámec štandardného modelu, ktorý sme videli v iných experimentoch, vrátane nedávnych experimentov. Nevysvetliteľné zistenia z Fermilabu v USA,

„Teraz sa zdá, že je to zbierka voľných nití,“ povedal profesor John Butterworth z University College London, ktorý pracoval na experimente LHC ATLAS. „Začínam si myslieť, že niečo by mohlo byť na dosah tohto alebo nasledujúceho behu.“

Ak LHC nedokáže odhaliť novú vedu nad rámec štandardného modelu, povedal Butterworth, nepredstavovalo by to zlyhanie, ale pole by zanechalo „trochu polemiky“ o tom, kam sa pozrieť ďalej.

Tretia séria, ktorá by mala trvať do roku 2026, nasleduje po inovácii, ktorá zahŕňa inštaláciu extra výkonných magnetov navrhnutých na stláčanie protónov do jemnejších a hustejších lúčov vo vnútri zrážača. To by zvýšilo rýchlosť kolízie častíc vo vnútri urýchľovača, čo znamená, že vedci by boli schopní pozorovať zriedkavé udalosti s väčšou presnosťou.

Ashutosh Kotwal, experimentálny časticový fyzik na Duke University v USA a spoluvedúci výskumnej skupiny v experimente ATLAS na LHC, povedal: „Potenciál na objavovanie nových nápadov je stále obrovský. Stojí za zmienku, že údaje, ktoré sme doteraz zozbierali, sú len desatinou z celkového počtu, ktorý plánujeme. Je príliš skoro vzdať sa.“