Die Physiker des CERN-Forschungszentrums kollidierten am Dienstag im Large Hadron Collider mit der höchsten Geschwindigkeit, die jemals erreicht wurde. "Viele Menschen haben lange auf diesen Moment gewartet, aber ihre Geduld und ihr Engagement beginnen sich auszuzahlen." Die Instrumente im LHC haben bereits Tausende von Ereignissen aufgezeichnet, und bei diesem Schreiben hatte der LHC mehr als eine Stunde stabile und kollidierende Strahlen.
Dies ist ein Versuch, Mini-Versionen des Urknalls zu erstellen, die vor 13,7 Milliarden Jahren zur Geburt des Universums führten und neue Einblicke in die Natur und Entwicklung der Materie im frühen Universum liefern.
Die Strahlen kollidierten um 13:06 Uhr MESZ bei 7 TeV im LHC. Dies ist der erste Langzeitlauf mit einer dreieinhalbmal höheren Energie als zuvor bei einem Teilchenbeschleuniger.
"Mit diesen rekordverdächtigen Kollisionsenergien werden die LHC-Experimente in eine riesige Region getrieben, um sie zu erkunden, und die Jagd nach dunkler Materie, neuen Kräften, neuen Dimensionen und dem Higgs-Boson beginnt", sagte Fabiola Gianotti, Sprecherin der ATLAS CERN-Zusammenarbeit. "Die Tatsache, dass die Experimente bereits Veröffentlichungen auf der Grundlage der Daten des letzten Jahres veröffentlicht haben, ist ein gutes Zeichen für diesen ersten Physiklauf."
Wissenschaftler sagen, dass die ersten Ergebnisse dieser hohen Kollisionsrate innerhalb weniger Monate veröffentlicht werden könnten, wahrscheinlicher bis Ende 2010.
"Wir waren alle beeindruckt von der bisherigen Leistung des LHC", sagte Guido Tonelli, Sprecher des CMS-Experiments. "Es ist besonders erfreulich zu sehen, wie gut unsere Teilchendetektoren funktionieren, während unsere Physik-Teams weltweit bereits analysieren." Daten. Wir werden uns bald mit einigen der wichtigsten Rätsel der modernen Physik befassen, wie dem Ursprung der Masse, der großen Vereinigung der Kräfte und dem Vorhandensein reichlich vorhandener dunkler Materie im Universum. Ich erwarte sehr aufregende Zeiten vor uns. “
Das CERN wird den LHC 18 bis 24 Monate lang betreiben, um genügend Daten für die Experimente bereitzustellen, um signifikante Fortschritte in einer Vielzahl von Physikkanälen zu erzielen. Sobald sie die bekannten Standardmodellpartikel „wiederentdeckt“ haben, ein notwendiger Vorläufer für die Suche nach neuer Physik, werden die LHC-Experimente die systematische Suche nach dem Higgs-Boson starten. Mit der erwarteten Datenmenge, die von Physikern als ein inverses Femtobarn bezeichnet wird, kann die kombinierte Analyse von ATLAS und CMS einen weiten Massenbereich untersuchen, und es besteht sogar die Möglichkeit, entdeckt zu werden, wenn das Higgs eine Masse nahe 160 GeV hat. Wenn es viel leichter oder sehr schwer ist, ist es bei diesem ersten LHC-Lauf schwieriger zu finden.
Für die Supersymmetrie verfügen ATLAS und CMS jeweils über genügend Daten, um die heutige Empfindlichkeit für bestimmte neue Entdeckungen zu verdoppeln. Experimente sind heute empfindlich gegenüber einigen supersymmetrischen Partikeln mit Massen bis zu 400 GeV. Ein inverses Femtobarn am LHC erhöht den Entdeckungsbereich auf 800 GeV.
"Der LHC hat in den nächsten zwei Jahren eine echte Chance, supersymmetrische Teilchen zu entdecken", erklärte Heuer, "und möglicherweise Einblicke in die Zusammensetzung von etwa einem Viertel des Universums zu geben."
Selbst am exotischeren Ende des potenziellen Entdeckungsspektrums des LHC wird dieser LHC-Lauf die aktuelle Reichweite um den Faktor zwei erweitern. LHC-Experimente werden empfindlich gegenüber neuen massiven Partikeln sein, die auf das Vorhandensein zusätzlicher Dimensionen bis zu Massen von 2 TeV hinweisen, wobei die heutige Reichweite bei etwa 1 TeV liegt.
Nach diesem Lauf wird der LHC für die routinemäßige Wartung heruntergefahren und um die Reparatur- und Konsolidierungsarbeiten abzuschließen, die erforderlich sind, um die Entwurfsenergie des LHC von 14 TeV nach dem Vorfall vom 19. September 2008 zu erreichen. Traditionell hat das CERN seine Beschleuniger in einem jährlichen Zyklus betrieben. läuft sieben bis acht Monate mit einer vier- bis fünfmonatigen Abschaltung jedes Jahr. Als kryogene Maschine, die bei sehr niedrigen Temperaturen arbeitet, benötigt der LHC etwa einen Monat, um Raumtemperatur zu erreichen, und einen weiteren Monat, um sich abzukühlen. Eine viermonatige Abschaltung als Teil eines Jahreszyklus ist für eine solche Maschine nicht mehr sinnvoll. Daher hat sich das CERN für einen längeren Zyklus mit längeren Betriebszeiten und längeren Abschaltzeiten bei Bedarf entschieden.
"Zwei Jahre ununterbrochener Betrieb sind sowohl für die LHC-Betreiber als auch für die Experimente eine große Herausforderung, aber die Mühe wird sich lohnen", sagte Heuer. "Indem wir langfristig beginnen und die Vorbereitungen für 14 TeV-Kollisionen auf ein einziges Herunterfahren konzentrieren, erhöhen wir die Gesamtlaufzeit in den nächsten drei Jahren, gleichen verlorene Zeit aus und geben den Experimenten die Möglichkeit, sich zu profilieren."
Quelle: CERN
