galéria megtekintése

Porrá zúzhatja világképünket a proton-pöröly

18 komment

Ny. M.

Még egy nyest sem akadályozhatja meg a világ legnagyobb erejű karambolját. Pedig megpróbálta.

„Ki tudja, mit fogunk találni” – mondta sejtelmesen az AFP-nek a Nagy Hadronütköztető napokban esedékes újraindításáról Paris Sphicas, a  világ legnagyobb atomfizikai laborja, a CERN vezető kutatója.

A Large Hadron Collider (LHC) hatalmas föld alatti részecskegyorsítóban eredetileg a múlt héten tervezték folytatni az atomfizikai kísérleteket, csakhogy egy nyest átrágott egy tápkábelt, és rövidzárlatot okozott a hétmilliárd dolláros berendezésben. Ráadásul pont a legizgalmasabb résznél állt le a gyorsító: a 27 kilométeres alagútrendszerben éppen a 2012-ben felfedezett Higgs-bozonnal kapcsolatos új adatokat gyűjtötték, illetve további új részecskék létezésére próbáltak bizonyítékokat találni. Tavaly decemberben az LHC-ben két kutatócsoport egymástól függetlenül olyan anomáliákat (leegyszerűsítve: oda nem illő fotonokat) észlelt, amelyek egy újabb szubatomi részecske létezésére utalhatnak. A CERN bejelentése szerint a Nagy Hadronütköztetőt a javítások után, még ezen a héten újraindítják.

A föld alatti laboratóriumban folytatott kísérletekkel olyan még ismeretlen részecskék létezéséről szeretnék lerántani a leplet, melyek forradalmasíthatják a világmindenségről alkotott elképzeléseket, a gravitációtól a kvantummechanikáig. Ha az LHC-vel tényleg sikerülne felfedezni egy új részecskét, az legalább is „repedést” okozna az elemi részecskék kölcsönhatásait leíró Standard Modellben.

 

Ha az LHC-t újraindítják, minden korábbinál nagyobb energiájú ütközéseket produkálhatnak. Két protonnyalábot fognak egymásnak ütköztetni közel fénysebességgel, másodpercenként kétmilliárd ütközéssel, 13 teraelektronvoltnyi energiával.

„Amit keresünk, az egy nagyon ritka jelenség, ezért észleléséhez óriási energia és rengeteg ütközés kell” – magyarázta Frederick Bordry, a CERN kutatási igazgatója. Várakozásai szerint a labor a nyár végéig tisztázhatja, hogy a decemberben detektált anomáliát csak a statisztikai zaj okozta, vagy valóban hatalmas felfedezések küszöbén állnak.

Az LHC 27 kilométeres alagútrendszerében közel fénysebességgel ütköztetik a protonnyalábokat
Az LHC 27 kilométeres alagútrendszerében közel fénysebességgel ütköztetik a protonnyalábokat
Reuters

„Ha a Standard Modellt meghaladjuk, az azt jelenti, hogy van odakint egy számunkra még felfoghatatlan elmélet” – idézte Bordry professzort a Phys.org.

Reuters

Ahogy a Higgs-bozon felfedezése is mutatja, az LHC-ben végzett kutatások teljesen új dimenziókat nyithatnak az atomfizikában. A hatalmas erejű ütközések segítségével a kutatók reményei szerint megfejthetik a sötét anyag és a sötét energia titkát, melyekről szinte semmit sem tudunk, holott ezek teszik ki a világegyetem 95 százalékát. A részecskegyorsító ezenfelül bizonyíthatna egy másik egzotikus elméletet, a szuperszimmetriát is, amely szerint az univerzum minden egyes részecskéjének van egy „testvére”, avagy „szuperpartnere”. Elképzelhető, hogy a tavalyi anomália során a Higgs-bozon egyik „rokonát” észlelték.

„Ki tudja, talán egy teljes Higgs-család van odaát”

– bizakodott a gyorsító újraindítása előtt Paris Sphicas.

A Standard Modell

A részecskék közötti kölcsönhatásokat leíró Standard Modell alapvető részecskéinek eredetileg két típusát különböztették meg: az anyagot felépítő „anyagi” részecskéket, valamint a kölcsönhatásokat továbbító „közvetítő” részecskéket. Külön kategóriába sorolják 2012-es felfedezése óta a Higgs-bozont. 

1. Az anyagi részecskék feles spinűek (fermionok), ide tartoznak a kvarkok és a leptonok. A fermionokra érvényes Pauli-elv miatt nem omlik össze egy anyaghalmaz, hanem kénytelen egy bizonyos térfogatot kitölteni. A kvarkok az erős és elektrogyenge kölcsönhatásban is részt vesznek, míg a leptonok csak az elektrogyengében.

2. A közvetítő részecskék egyes spinűek (bozonok), ebbe a csoportba tartozik az elektrogyenge kölcsönhatást közvetítő foton, két W-bozon és a Z-bozon, valamint az erős kölcsönhatást közvetítő gluonok. A bozonokra nincs Pauli-kizárás, ezek közül akárhány lehet azonos kvantumállapotban, ami nagyon sok bozonnal nagyon kifinomult kölcsönhatást tesz lehetővé.

3. A harmadik típusú részecske a nulla spinű Higgs-bozon, amiből a standard modellben egy van, de a kiterjesztett elméletekben több is létezhet (ezeknek a felfedezésére irányulnak az LHC mostani kísérletei). A Higgs-bozon az önmagával és a többi részecskével való kölcsönhatásaival tömeget „kölcsönöz” az anyagi részecskéknek és a közvetítő részecskék egy részének.

Forrás: Wikipédia, Phys.org

Bejelentkezés
Bejelentkezés Bejelentkezés Facebook azonosítóval

Regisztrálok E-mail aktiválás Jelszóemlékeztető

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.