Wissenschaftler, die den größten Teilchenbeschleuniger der Erde beaufsichtigen, haben ihn an diesem Wochenende zum ersten Mal seit drei Jahren wieder eingeschaltet, um einige der größten Rätsel der Physik zu lösen.
Das Large Hadron Collider (LHC), der leistungsstarke Teilchenbeschleuniger am CERN in der Nähe von Genf, Schweiz, wurde am Freitag (22. April) nach einer dreijährigen Pause für Wartung und Upgrades wieder in Betrieb genommen. Reaktivierung Starten Sie das, was Wissenschaftler Run 3 nennendem dritten Wissenschaftskurs am LHC, der bis 2024 Experimente durchführen wird.
„Maschinen und Einrichtungen wurden während der zweiten verlängerten Abschaltung des CERN-Beschleunigerkomplexes erheblich modernisiert“, sagte Mike Lamont, CERN-Direktor für Beschleuniger und Technologie. in der aktuellen Situation Freitag. „Der LHC selbst hat ein umfangreiches Fusionsprogramm durchlaufen und wird nun mit höherer Leistung arbeiten und dank erheblicher Verbesserungen im Injektorkomplex deutlich mehr Daten für die aufgerüsteten LHC-Experimente liefern.“ Diese Experimente werden auf den Entdeckungen des LHC während seines ersten Laufs (2009-2013) und Lauf 2 (2015-2018) aufbauen.
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Um es zu reaktivieren, zündeten die Wissenschaftler die 27 Kilometer lange Schleife des LHC, um zwei Protonenstrahlen in entgegengesetzte Richtungen mit einer Energie von 450 Milliarden Elektronenvolt zu injizieren. Es ist nur ein Vorgeschmack auf höhere Energieniveaus, sagten die Wissenschaftler, da der LHC laufen wird, sobald er sein Ziel von 13,6 Billionen Elektronenvolt in Rennen 3 erreicht hat.
„Diese Strahlen zirkulierten mit den Injektionsenergien und enthielten eine relativ kleine Anzahl von Protonen. Die hochintensiven, hochenergetischen Kollisionen sind zwei Monate entfernt“, sagte Rodri Jones, Leiter der Strahlenabteilung des CERN, in der Erklärung. Aber die ersten Pakete stehen für den erfolgreichen Neustart des Beschleunigers nach all der harten Arbeit eines langen Shutdowns.“
Die dreijährige Abschaltung des LHC ermöglichte es den Wissenschaftlern, wesentliche Upgrades an vier großen Experimenten am Teilchenbeschleuniger durchzuführen. Laut CERN werden allein die ATLAS- und CMS-Detektoren mehr Teilchenkollisionen empfangen als die beiden vorherigen Läufe zusammen. ATLAS (kurz für A Toroidal LHC Apparatus) detektiert winzige subatomare Fragmente aus Teilchenkollisionen und wird verwendet, um nach dem Higgs-Boson zu suchen, Dunkle Materie und weitere Abmessungen. CMS (kurz für Compact Muon Solenoid) ist ein universeller Detektor, der verschiedene Systeme für Beobachtungen ähnlich wie ATLAS verwendet.
Zusätzlich zu ATLAS und CMS wird das Teilchenbeschleunigerexperiment von ALICE für Schwerionenkollisionen dank seines Upgrades in der Lage sein, 50-mal mehr Kollisionen zu erkennen, während ein anderes Instrument namens LHCb seine Erkennungsfähigkeit laut CERN verdreifachen wird.
„Die beispiellose Anzahl von Kollisionen wird es internationalen Physikerteams am CERN und auf der ganzen Welt ermöglichen, das Higgs-Boson im Detail zu untersuchen und das Standardmodell der Teilchenphysik und seine verschiedenen Erweiterungen den bisher strengsten Tests zu unterziehen“, schrieben CERN-Beamte die Aussage.
Zwei neue Experimente am LHC werden für Operation 3 aktiviert. Sie heißen Advanced Search Experiment (FASER) und Scattering and Neutrino Detector (SND@LHC) des LHC und sollen neue Physik jenseits des Standardmodells erforschen, indem sie die Anzahl von messen mal Antimaterie Modellierung und Erkundung der Physik kosmische Strahlung Und ein seltsamer Aggregatzustand rief Quark-Gluon-Plasma.
Nach der Inbetriebnahme wird es mehrere Wochen dauern, bis der umgebaute LHC für tatsächliche wissenschaftliche Messungen bereit ist. CERN-Beamte sagten, dass diese wissenschaftlichen Kurse voraussichtlich im Sommer beginnen werden.
Sobald Run 3 im Jahr 2024 endet, werden CERN-Wissenschaftler ihn für weitere geplante Überholungen abschalten, die weitere Upgrades des massiven Teilchenbeschleunigers beinhalten werden. Nach Abschluss dieser Upgrades können Wissenschaftler den Large Hadron Collider nach seiner Wiedereröffnung im Jahr 2028 in „High Luminous Large Hadron Collider“ umbenennen.
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