カリフォルニア州サンノゼ— 大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) が帰ってきました。これまで以上に優れています。スイスのジュネーブ近郊にあるヨーロッパの素粒子物理研究所 CERN にある粒子加速器は、2013 年 2 月に閉鎖され、それ以来、科学者は加速器とその粒子検出器のアップグレードと修理を行ってきました。 LHC は今年 5 月に全速力に戻ります。昨日、科学者たちは AAAS の年次総会 (科学 ).
LHC は世界で最も強力な粒子加速器です。陽子は 17 マイル (27 キロメートル) のリングに沿ってほぼ光速で爆発し、いくつかの粒子検出器のサイトで衝突し、結果として生じる粒子の破片をふるいにかけます。 2012 年、LHC の ATLAS および CMS 実験は、LHC の最初の実行からのデータを使用してヒッグス粒子を発見し、それによって粒子が質量を得る方法を説明しました。改良された LHC は 60% 高いエネルギーで動作し、検出器の感度が高くなり、衝突率が高くなります。新しく改良されたマシンで何が見つかるでしょうか?科学者が答えたいと思っている 5 つの質問を次に示します。
1.ヒッグス ボゾンには驚きがありますか?
ヒッグス粒子が発見された今、そこから学べることはまだたくさんあります。 LHC のエネルギー ブーストのおかげで、ヒッグス粒子が 5 倍の速度で生成され、科学者はその結果生成される豊富なヒッグス粒子を使用して、粒子を詳細に理解できるようになります。それはどのように崩壊しますか？理論的予測と一致していますか？通常とは異なることは、物理学の未解決の謎のいくつかを説明できる新しい現象の証拠を探している物理学者にとって恩恵となるでしょう.
2. 「暗黒物質」とは?
宇宙の物質のうち、私たちがよく知っている種類のものはわずか 15% です。残りは暗黒物質であり、宇宙への重力の影響などの微妙なヒントを除いて、私たちには見えません.物理学者は、それが何であるかを知りたがっています。暗黒物質の犯人の可能性が高いのは、LHC に現れる可能性がある WIMP、または弱く相互作用する大質量粒子です。暗黒物質の指紋はヒッグス粒子にも見られ、崩壊して暗黒物質になることもあります。科学者が痕跡を求めてデータをふるいにかけることは間違いありません。
3.超対称性を見つけることはできるでしょうか?
超対称性 (SUSY) は、素粒子物理学の非常に人気のある理論であり、ヒッグス粒子の質量が素朴な予想よりも軽い理由など、物理学に関する多くの未解決の質問を解決します。この理論は、既知のものよりも重い双子であるが、固有の回転運動量の一種であるスピンが異なる多数のエキゾチックな素粒子を提案しています。新しい LHC でのより高いエネルギーは、gluinos と呼ばれる仮説上の超対称粒子の生成を 60 倍に押し上げ、それを発見する可能性を高める可能性があります。
4.すべての反物質はどこに行ったのですか?
物理学者は、私たちが存在する理由を知りません。理論によると、ビッグバン後の宇宙は物質と反物質が等分され、それらが出会うと互いに消滅する.これは最終的に、物質のない生命のない宇宙になるはずでした。しかし、代わりに、私たちの宇宙は物質でいっぱいであり、反物質はまれです。どういうわけか、物質と反物質のバランスが崩れています.アップグレードされた LHC により、実験は物質が反物質とどのように異なるのか、そして宇宙がどのようになったのかを正確にテストできるようになります。
5.幼児期の宇宙はどのようなものでしたか?
ビッグバンの直後、私たちの宇宙は非常に高温で密度が高かったため、陽子と中性子が形成できず、それらを構成する粒子 (クォークとグルーオン) は、クォーク グルーオン プラズマとして知られるスープに浮かんでいました。この種の物質を研究するために、LHC は陽子の代わりに鉛原子核を使用して超暴力的な衝突を引き起こし、原始宇宙の火の玉を再現します。新しい LHC の高い衝突率のおかげで、科学者はこれまで以上に多くの宇宙の赤ちゃんの写真を撮ることができます。
チェック AAAS 年次総会の完全な報道。
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