Zodyak Işareti Için Tazminat
İbladlık C Ünlüleri

Zodyak İşareti Ile Uyumluluğu Bulun

CERN'e hangi yükseltme getiriyor?

Keşiften altı yıl sonra, Higgs bozonu bir öngörüyü doğrular. Yakında, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'na yapılacak bir yükseltme, CERN bilim adamlarının Standart Fizik Modelini test etmek için bu parçacıklardan daha fazlasını üretmesine izin verecek.

CERNBir W bozonunun bir müona (μ) ve bir nötrinoya (ν) bozunmasıyla bağlantılı olarak, iki alt kuark (b)'ye bozunan Higgs bozonu (H) için bir ATLAS aday olayı. (Resim: ATLAS/CERN)

Rashmi Raniwala ve Sudhir Raniwala tarafından yazıldı.







Higgs bozonunun CERN Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (LHC) keşfedilmesinden altı yıl sonra, parçacık fizikçileri geçen hafta, bulunması zor parçacığın nasıl bozunduğunu gözlemlediklerini açıkladılar. ATLAS ve CMS işbirlikleri tarafından sunulan bulgu, Higgs bozonunun alt kuarklar olarak bilinen temel parçacıklara bozunduğunu gözlemledi.

2012 yılında, Higgs bozonunun Nobel ödüllü keşfi, bir Higgs bozonunun zamanın yaklaşık %60'ının bir çift alt kuarka bozunacağını öngören Standart Fizik Modelini doğruladı. CERN'e göre, bu tahminin test edilmesi çok önemlidir çünkü sonuç ya Higgs alanının kuarklara ve diğer temel parçacıklara kütle kazandırdığı fikri üzerine inşa edilen Standart Modeli destekleyecek ya da temellerini sarsacak ve yeni fiziğe işaret edecektir.



Higgs bozonu, farklı enerjilerdeki parçacıkların çarpışmaları incelenerek tespit edildi. Ancak bunlar yalnızca bir zeptosaniye, yani 0.000000000000000000001 saniye sürer, bu nedenle özelliklerini saptamak ve incelemek, inanılmaz miktarda enerji ve gelişmiş dedektörler gerektirir. CERN, bu yılın başlarında, 2026 yılına kadar tamamlanacak olan büyük bir yükseltme aldığını duyurdu.

Neden parçacıklar üzerinde çalışmalıyız?



Parçacık fiziği, maddenin temel bileşenlerini anlamak için doğayı aşırı ölçeklerde inceler. Tıpkı gramer ve kelime dağarcığının iletişimimizi yönlendirmesi (ve kısıtlaması) gibi, parçacıklar da 'dört temel etkileşim' olarak bilinen şeyin içine yerleştirilmiş belirli kurallara göre birbirleriyle iletişim kurarlar. Parçacıklar ve bu etkileşimlerin üçü, Standart Model olarak bilinen birleşik bir yaklaşımla başarıyla tanımlanmıştır. SM, Higgs bozonu adı verilen bir parçacığın varlığını gerektiren bir çerçevedir ve LHC'nin ana amaçlarından biri Higgs bozonunu aramaktı.

Bu kadar küçük parçacıklar nasıl incelenir?



Protonlar demetler halinde toplanır, neredeyse ışık hızına kadar hızlandırılır ve çarpışması sağlanır. Bir olay olarak adlandırılan böyle bir çarpışmadan birçok parçacık ortaya çıkar. Ortaya çıkan parçacıklar, görünüşte rastgele bir model sergilerler, ancak davranışlarının bir kısmını yöneten temel yasaları takip ederler. Bu parçacıkların emisyonundaki kalıpları incelemek, parçacıkların özelliklerini ve yapısını anlamamıza yardımcı olur.

Başlangıçta, LHC benzeri görülmemiş enerjilerde çarpışmalar sağladı ve yeni bölgeleri incelemeye odaklanmamıza izin verdi. Ancak artık daha fazla sayıda olayı kaydederek LHC'nin keşif potansiyelini artırmanın zamanı geldi.



(Kaynak: CERN)

Peki, yükseltme ne anlama gelecek?

Higgs bozonunu keşfettikten sonra, yeni keşfedilen parçacığın özelliklerini ve diğer tüm parçacıklar üzerindeki etkisini incelemek zorunludur. Bu, çok sayıda Higgs bozonu gerektirir. SM'nin eksiklikleri var ve bu boşlukları dolduran alternatif modeller var. Bu ve SM'ye alternatif sağlayan diğer modellerin geçerliliği, tahminlerini kontrol etmek için deney yaparak test edilebilir. Karanlık madde, süpersimetrik parçacıklar ve doğanın diğer derin gizemleri için sinyaller de dahil olmak üzere bu tahminlerden bazıları çok nadirdir ve bu nedenle gözlemlenmesi zordur, ayrıca Yüksek Parlaklıkta LHC'ye (HL-LHC) ihtiyaç duyulmasını gerektirir.



Görünüşte benzer görünen çok sayıda parça arasında nadir bir elmas çeşidi bulmaya çalıştığınızı hayal edin. Gıptayla bakılan pırlantayı bulmak için geçen süre, inceleme için birim zaman başına sağlanan parça sayısına ve incelemede geçen süreye bağlı olacaktır. Bu görevi daha hızlı tamamlamak için sağlanan parça sayısını artırmamız ve daha hızlı incelememiz gerekiyor. Bu süreçte, şimdiye kadar gözlemlenmemiş ve bilinmeyen bazı yeni elmas parçaları keşfedilebilir ve bu, nadir bulunan elmas çeşitleri hakkındaki bakış açımızı değiştirebilir.

Yükseltildikten sonra, çarpışma oranı artacak ve bu nedenle en nadir olayların olasılığı da artacaktır. Ek olarak, Higgs bozonunun özelliklerini ayırt etmek, bol miktarda tedarik edilmesini gerektirecektir. Yükseltmeden sonra, bir yılda üretilen Higgs bozonlarının toplam sayısı, şu anda üretilen sayının yaklaşık 5 katı olabilir; ve aynı süre içinde kaydedilen toplam veri 20 defadan fazla olabilir.



HL-LHC'nin önerilen parlaklığı (birim alan başına birim zamanda geçen proton sayısının bir ölçüsü) ile deneyler, LHC çalışmasıyla aynı süre içinde yaklaşık 25 kat daha fazla veri kaydedebilecektir. LHC'deki ışın, her biri yaklaşık 115 milyar proton içeren yaklaşık 2.800 demete sahiptir. HL-LHC, her demette yaklaşık 170 milyar protona sahip olacak ve bu da parlaklıkta 1,5 kat artışa katkıda bulunacak.

Nasıl yükseltilecek?

Protonlar, dört kutuplu mıknatıslar kullanılarak oluşturulan özel türden güçlü manyetik alanlar kullanılarak demet içinde bir arada tutulur. Grubu daha küçük bir boyuta odaklamak, daha güçlü alanlar ve dolayısıyla daha büyük akımlar gerektirir ve bu da süper iletken kabloların kullanılmasını gerektirir. Mevcut alanların (8-12 tesla) 1,5 katı olan gerekli güçlü manyetik alanları üretmek için daha yeni teknolojiler ve yeni malzeme (Niyobyum-kalay) kullanılacaktır.

Bu tür alanlar için uzun bobinlerin oluşturulması test edilmektedir. İki büyük deneye (ATLAS ve CMS) yakın olan 27 km'lik LHC halkasının 1,2 km'lik kısmına, demetleri kesişmeden hemen önce odaklamak ve sıkıştırmak için yeni ekipman kurulacak.

Güç dönüştürücülerini hızlandırıcıya bağlamak için 100.000 ampere kadar taşıma kapasitesine sahip süper iletken malzemeden (süper iletken bağlantılar) yüz metrelik kablolar kullanılacaktır. LHC, protonları, yüksek parlaklık gereksinimlerini karşılamak için yükseltilmesi gereken bir hızlandırıcı zincirinden alır.

Her bir demetin uzunluğu birkaç cm olduğundan, çarpışma sayısını artırmak için, etkin örtüşme alanını artırmak için çarpışmalardan hemen önce demetlerde hafif bir eğim üretilir. Bu, 'yengeç boşlukları' kullanılarak yapılıyor.

Hindistan'daki deneysel parçacık fiziği topluluğu, ALICE ve CMS deneylerine aktif olarak katıldı. HL-LHC, bunların da yükseltilmesini gerektirecektir. Yeni dedektörlerin hem tasarımı hem de üretimi ve ardından gelen veri analizi, Hintli bilim adamlarının önemli bir katkısı olacak.

Arkadaşlarınla ​​Paylaş: