Историјско достигнуће у откривању фундаменталних сила универзума на Великом хадронском сударачу

Истраживачи са Универзитета у Рочестеру који раде са ЦМС Цоллаборатион на ЦЕРННаправили смо значајан напредак у мерењу електрослаког угла мешања, унапређујући наше разумевање Стандардног модела физике честица.

Њихов рад помаже да се објасне фундаменталне силе универзума, подржане експериментима као што су они на Великом хадронском сударачу који се баве условима сличним онима који су се десили након велика експлозија.

Откријте глобалне тајне

У потрази за откривањем тајни универзума, истраживачи са Универзитета у Рочестеру деценијама су укључени у међународну сарадњу у Европској организацији за нуклеарна истраживања, познатијој као ЦЕРН.

Надовезујући се на своје велико учешће у ЦЕРН-у, посебно у оквиру ЦМС (Цомпацт Муон Соленоид) сарадње, тим из Рочестера – предвођен Ари Будеком, Џорџ Е. Буцк – недавно револуционарно достигнуће. Њихово достигнуће се фокусира на мерење електрослаког угла мешања, фундаменталне компоненте Стандардног модела физике честица. Овај модел описује како честице интерагују и прецизно предвиђа широк спектар феномена у физици и астрономији.

„Најновија мерења електрослаког угла мешања су невероватно тачна, израчуната на основу судара протона у ЦЕРН-у и унапређују разумевање физике честица“, каже Будик.

тхе Сарадња у систему управљања садржајем ЦМС Цоллаборатион окупља чланове заједнице физике честица из целог света како би боље разумели фундаменталне законе универзума. Поред Бодека, Роцхестер група у пројекту ЦМС Цоллаборатион укључује главне истраживаче Регину ДеМину, професорку физике, и Аран Гарциа Беллидо, ванредног професора физике, заједно са постдокторским истраживачима и студентима постдипломских и основних студија.

Истраживачи Универзитета у Рочестеру имају дугу историју рада у ЦЕРН-у у оквиру сарадње на компактном мионском соленоиду (ЦМС), укључујући и кључне улоге у открићу Хигсовог бозона 2012. Аутор: Семјуел Џозеф Херцог. Јулиан Мариус Урдан

Наслеђе открића и иновација у ЦЕРН-у

Смештен у Женеви, у Швајцарској, ЦЕРН је највећа светска лабораторија за физику честица, позната по својим пионирским открићима и врхунским експериментима.

Истраживачи из Рочестера имају дугу историју рада у ЦЕРН-у као део ЦМС сарадње, укључујући и играње кључних улога у… 2012 Откриће Хигсовог бозона– Елементарна честица која помаже да се објасни порекло масе у универзуму.

Рад сарадње укључује прикупљање и анализу података прикупљених са компактног мионског соленоидног детектора на ЦЕРН-овом Великом хадронском сударачу (ЛХЦ), највећем и најмоћнијем акцелератору честица на свету. ЛХЦ се састоји од 17 миља дугог прстена суперпроводних магнета и акцелераторских структура изграђених под земљом и протеже се преко границе између Швајцарске и Француске.

Примарна сврха ЛХЦ-а је да истражи основне грађевне блокове материје и силе које њима управљају. Ово се постиже убрзавањем снопова протона или јона до брзине светлости и судара један са другим при екстремно високим енергијама. Ови судари поново стварају услове сличне онима који су постојали милисекунде након Великог праска, омогућавајући научницима да проучавају понашање честица у екстремним условима.

Откријте уједињене снаге

У 19. веку, научници су открили да су различите јачине електрицитета и магнетизма повезане: променљиво електрично поље производи магнетно поље и обрнуто. Ово откриће је формирало основу електромагнетизма, који описује светлост као талас и објашњава многе појаве у области оптике, заједно са описивањем интеракције електричног и магнетног поља.

Надовезујући се на ово схватање, физичари су шездесетих година прошлог века открили да је електромагнетизам повезан са другом силом – слабом силом. Слаба сила делује унутар језгра атома и одговорна је за процесе као што су радиоактивни распад и подстицање производње енергије на Сунцу. Ово откриће довело је до развоја теорије електрослабе, која тврди да су електромагнетизам и слаба сила заправо нискоенергетске манифестације уједињене силе која се назива уједињена електрослаба интеракција. Кључна открића, као што је Хигсов бозон, потврдила су овај концепт.

Напредак у слабој електростатичкој интеракцији

ЦМС Цоллаборатион је недавно извршио једно од најпрецизнијих мерења ове теорије до сада, анализирајући милијарде судара протона на Великом хадронском сударачу (ЛХЦ) у ЦЕРН-у. Њихов фокус је био на мерењу слабог угла мешања, параметра који описује како се електромагнетизам и слаба сила мешају заједно да формирају честице.

Претходна мерења електрослаког угла мешања изазвала су контроверзу у научној заједници. Међутим, најновији резултати су уско усклађени са предвиђањима из Стандардног модела физике честица. Дипломски студент из Рочестера Рхис Товсе и постдокторски истраживач Алико Кхокхонисхвили применили су нове технике како би смањили методолошке несигурности својствене овом мерењу и побољшали његову тачност.

Разумевање слабог угла мешања баца светло на то како различите силе у универзуму раде заједно на најмањим размерама, продубљујући разумевање фундаменталне природе материје и енергије.

„Тим из Рочестера развија иновативне технике и мери ове електрослабе параметре од 2010. године, а затим их примењује на Великом хадронском сударачу“, каже Будик, „Ове нове технике су најавиле нову еру тестирања тачности предвиђања стандардног модела.