Compact Muon Solenoid (CMS) je univerzální detektor na urychlovači Large Hadron Collider (LHC). Má široký fyzikální program od studia standardního modelu (včetně Higgsova bosonu) až po hledání dalších rozměrů a částic, které by mohly tvořit temnou hmotu. Detektor CMS je postaven kolem obrovského elektromagnetického magnetu., To má podobu válcové cívky supravodivého kabelu, která generuje pole 4 tesla, asi 100 000 krát magnetické pole Země. Pole je omezeno ocelovým „jhem“, které tvoří většinu hmotnosti detektoru 14 000 tun. Kredit: CERN
Higgsův boson je základní částice spojená s Higgsovým polem, polem, které dává hmotu jiným základním částicím, jako jsou elektrony a kvarky. Hmotnost částice určuje, jak moc odolává změně rychlosti nebo polohy, když narazí na sílu. Ne všechny základní částice mají hmotnost., Foton, který je částicí světla a nese elektromagnetickou sílu, nemá vůbec žádnou hmotnost.
Higgsův boson navrhli v roce 1964 Peter Higgs, François Englert a čtyři další teoretici, aby vysvětlili, proč mají určité částice hmotnost. Vědci potvrdili svou existenci v roce 2012 prostřednictvím experimentů ATLAS a CMS na Large Hadron Collider (LHC) v CERNu ve Švýcarsku. Tento objev vedl k udělení Nobelovy ceny za fyziku v roce 2013 Higgsovi a Englertovi.,
první ATLAS Inner Detector End-cap po úplném vložení do kapalného argonového kryostatu. Credit: © CERN,
Vědci nyní studují charakteristické vlastnosti Higgsova bosonu zjistit, jestli to přesně odpovídá předpovědi Standardního Modelu částicové fyziky. Pokud se Higgsův boson odchyluje od modelu, může poskytnout stopy novým částicím, které interagují pouze s jinými standardními modelovými částicemi prostřednictvím Higgsova bosonu, a tím vedou k novým vědeckým objevům.,
tunel LHC. Kredit: © CERN
Higgsův boson fakta
- Higgsův boson získává svou hmotnost stejně jako ostatní částice—z vlastních interakcí s Higgsovým polem.
- může být více než jeden Higgsův boson. Jeden teoretický model nové fyziky předpovídá pět higgsových bosonů.
- zatímco Higgsův boson dává hmotu kvarkům, které tvoří proton, je zodpovědný pouze za poskytnutí protonu asi 10% jeho hmotnosti., Dalších 90% hmotnosti protonu pochází ze složitých interakcí kvarků a silné jaderné síly.
- Od Higgsův boson má roli generovat hmotnost další částice a skutečnost, že temná hmota může být především zjištěny prostřednictvím svých hmota, Higgsův boson může být jedinečný portál k nalezení známky temné hmoty.
Doe Office of Science: příspěvky k výzkumu Higgsova bosonu
LHC v CERNu je nejvyšší energetický urychlovač částic na světě. V současné době je jediným místem, kde mohou vědci vytvářet a studovat Higgsovy bosony., Úřad pro vědu DOE (SC) přispěl důležitými urychlovacími magnety, které pomohly postavit LHC. DOE také podporuje mnoho vědců, inženýrů a techniků v programu LHC. LHC hostí čtyři velké experimentální detektory částic, z nichž dva jsou částečně podporovány Úřadem SC pro vysokoenergetickou fyziku: ATLAS a CMS. Američtí vědci představují přibližně 20% a 25% spolupráce ATLAS a CMS. Hrají také vedoucí role v mnoha aspektech každého experimentu., Tyto experimenty jsou přesná měření Higgsova bosonu vlastnosti k určení, pokud to odpovídá standardnímu Modelu předpovědi, nebo nabízí vodítka k nové fyzice, objevování nových částic a jejich interakcí, a určit nové fyziky temné hmoty.