Compact Muon Solenoid (CMS) er et generelt formål detektor på Large Hadron Collider (LHC). Det har et bredt fysikprogram, der spænder fra at studere standardmodellen (inklusive Higgs boson) til at søge efter ekstra dimensioner og partikler, der kunne udgøre mørkt stof. CMS detektoren er bygget op omkring en enorm magnetventil., Dette har form af en cylindrisk spole af superledende kabel, der genererer et felt på 4 tesla, omkring 100.000 gange Jordens magnetfelt. Feltet er begrænset af et stål “åg”, der udgør hovedparten af detektorens 14.000 ton vægt. Kredit: CERN
Higgs boson er den grundlæggende partikel, der er forbundet med Higgs-feltet, et felt, der giver masse til andre grundlæggende partikler, såsom elektroner og kvarker. En partikels masse bestemmer, hvor meget den modstår at ændre sin hastighed eller position, når den møder en kraft. Ikke alle grundlæggende partikler har masse., Fotonen, som er lyspartiklen og bærer den elektromagnetiske kraft, har slet ingen masse.Higgs boson blev foreslået i 1964 af Peter Higgs, Fran .ois Englert og fire andre teoretikere for at forklare, hvorfor visse partikler har masse. Forskere har bekræftet sin eksistens i 2012 gennem ATLAS-og CMS-eksperimenterne ved Large Hadron Collider (LHC) ved CERN i Schweiz. Denne opdagelse førte til, at Nobelprisen i fysik i 2013 blev tildelt Higgs og Englert.,
Det første ATLAS Indre Detektor Ende-cap efter en komplet indføring i den Flydende Argon Kryostat. Kredit: Scientists CERN
forskere studerer nu de karakteristiske egenskaber ved Higgs bosonen for at afgøre, om den nøjagtigt matcher forudsigelserne af standardmodellen for partikelfysik. Hvis Higgs bosonen afviger fra modellen, kan den give ledetråde til nye partikler, der kun interagerer med andre standardmodelpartikler gennem Higgs bosonen og derved fører til nye videnskabelige opdagelser.,
LHC-tunnelen. Kredit: © CERN
Higgs Boson Fakta
- Higgs-bosonen bliver dens masse ligesom andre partikler—fra sin egen vekselvirkning med Higgs-feltet.
- der kan være mere end en Higgs boson. En teoretisk model af ny fysik forudsiger fem Higgs bosoner.selvom Higgs boson giver masse til kvarkerne, der udgør en proton, er den kun ansvarlig for at give en proton omkring 10% af dens masse., De andre 90% af en protons masse kommer fra kvarkernes komplekse interaktioner og den stærke atomkraft.da Higgs bosonen har den rolle at generere massen af andre partikler og det faktum, at mørkt stof primært kan detekteres gennem sin masse, kan Higgs bosonen være en unik portal til at finde tegn på mørkt stof.
DOE Office of Science: Bidrag til Higgs-Forskning
LHC ved CERN er den højeste energi partikel collider i verden. Det er i øjeblikket det eneste sted, forskere kan oprette og studere Higgs bosoner., DOE Office of Science (SC) bidrog med vigtige acceleratormagneter til at hjælpe med at konstruere LHC. DOE støtter også mange forskere, ingeniører og teknikere i LHC-programmet. LHC er vært for fire store eksperimentelle partikeldetektorer, hvoraf to delvist understøttes af SC ‘ s Office of High Energy Physics: ATLAS og CMS. Amerikanske forskere tegner sig for cirka 20% og 25% af Atlas og CMS samarbejder, henholdsvis. De spiller også lederroller i mange aspekter af hvert eksperiment., Disse eksperimenter foretager præcise målinger af Higgs bosons egenskaber for at afgøre, om det matcher standardmodellens forudsigelser eller giver ledetråde til ny fysik, udforsker nye partikler og deres interaktioner og identificerer den nye fysik i mørkt stof.