In großen Nachrichten für die Physik haben Wissenschaftler die erste eindeutig gemacht Beobachtung von Higgs-Boson Zerfall in ein Materie-Antimaterie-Paar von Bodenquarks. Wenn dies für Sie keinen Sinn ergibt - keine Panik -, bezieht es sich auf die hoch aufregende und hochkomplexe Welt der Large Hadron Collider LHC .
Der LHC ist der weltweit größte Teilchenbeschleuniger. Seine wesentliche Funktion besteht darin, zwei Protonenstrahlen zusammenzuschlagen, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. 2012 fand er das Higgs-Boson-Teilchen.
Großer Hadron Collider-Schlüssel zur Beobachtung des Zerfalls
Wenn der LHC einen Partikelaufprall erzeugt, werden neue Partikel erzeugt, die von Detektoren um den Kollisionspunkt herum beobachtet werden. Selbst beim LHC gibt es nur noch einen einer von 10 Milliarden Wahrscheinlichkeit, dass ein Higgs-Boson erscheint und entdeckt wird.
Um das Higgs-Boson zu finden, hat der LHC Billionen von Partikeln zusammengeschlagen und alle resultierenden Daten mithilfe eines Supercomputers analysiert. Die heutigen Nachrichten, die die Beobachtung des Zerfalls des Higgs-Bosons in ein Materie-Antimaterie-Paar von Bodenquarks bestätigten, haben das Potenzialneue Einschränkungen für die Grundlagenphysik zu setzen.
Die Bestätigung zeigt eine starke Übereinstimmung zwischen langjährige Physik theoretische Vorhersagen und experimentelle Daten. Bosonen haben ungefähr eine unglaublich kurze Lebensdauer 10 ^ minus 22 Sekunden .
Dies bedeutet, dass das Teilchen bei Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit lange vor seiner Entfernung von der Größe eines Atoms zerfallen ist. Daher ist es nur möglich, die Produkte des Zerfalls zu beobachten und diese Informationen zu verwenden, um Annahmen darüber zu treffendas Elternboson.
Die Beobachtung dieser Zerfälle wurde durch die Tatsache, dass ein Higgs-Boson bei nur einer Kollision in jeder Kollision hergestellt wird, noch schwieriger. 1 Milliarde Kollisionen innerhalb des LHC. Alle diese Kollisionen erzeugen auch die Produktion von Bodenquarks, also die Higgs-Bosonen zerfällt in Bodenquarks wird vollständig von Paaren von Bodenquarks überflutet, die nach gewöhnlicheren Verfahren hergestellt wurden.
Es schien unmöglich, diese Ereignisse zu trennen, um den Zerfall des Higgs-Bosons von den anderen zu identifizieren. Um dies zu tun, mussten Wissenschaftler einen neuen Ansatz wählen. Sie begannen, eine andere Klasse von Kollisionen zu untersuchen, bei denen ein HiggsBoson wurde gleichzeitig mit einem W- oder Z-Boson hergestellt.
LHC wird renoviert, um die Fähigkeiten zu erhöhen
Diese Klasse von Kollisionen ist bekannt als "zugehörige Produktion" W- und Z-Bosonen zerfallen auf unterschiedliche und leicht identifizierbare Weise. Obwohl die damit verbundene Produktion seltener stattfindet als die nicht assoziierte Higgs-Produktion, erhöht das Vorhandensein von W- oder Z-Bosonen die Wahrscheinlichkeit für den Forscher, Ereignisse zu identifizieren, die ein Higgs-Boson enthalten.
Die Erforschung seines Zerfalls wird fortgesetzt bis Dezember wenn das Instrument seinen Betrieb für zwei Jahre wegen Renovierungs- und Aufrüstungsarbeiten pausiert. Im Frühjahr 2021 wird der LHC den Betrieb mit erweiterten Funktionen wieder aufnehmen, die zweifellos noch mehr Türen in die mysteriöse Welt des Higgs-Bosons öffnen werden.
„Diese schönen und frühen Errungenschaften unterstreichen auch unsere Pläne, den LHC zu verbessern, um die Statistik erheblich zu verbessern. Es wurde nun gezeigt, dass die Analysemethoden die Präzision erreichen, die für die Erforschung der gesamten Physiklandschaft erforderlich ist, einschließlich hoffentlich neuer Physik, die sich bisher verbirgtso subtil ”sagte CERN-Direktor für Forschung und Informatik Eckhard Elsen.
Via : CERN