De compacte Muon-solenoïde (CMS) is een detector voor algemeen gebruik bij de Large Hadron Collider (LHC). Het heeft een breed natuurkundeprogramma variërend van het bestuderen van het standaardmodel (inclusief het higgsboson) tot het zoeken naar extra dimensies en deeltjes die donkere materie kunnen vormen. De CMS detector is gebouwd rond een enorme magneet., Dit neemt de vorm aan van een cilindrische spoel van supergeleidende kabel die een veld van 4 tesla genereert, ongeveer 100.000 keer het magnetische veld van de aarde. Het veld wordt begrensd door een stalen “juk” dat het grootste deel van het gewicht van de detector 14.000 ton vormt. Credit: CERN
het higgsboson is het fundamentele deeltje dat geassocieerd wordt met het higgsveld, een veld dat massa geeft aan andere fundamentele deeltjes zoals elektronen en quarks. De massa van een deeltje bepaalt hoeveel het zich verzet tegen het veranderen van zijn snelheid of positie wanneer het een kracht tegenkomt. Niet alle fundamentele deeltjes hebben massa., Het foton, dat het lichtdeeltje is en de elektromagnetische kracht draagt, heeft helemaal geen massa.het higgsboson werd in 1964 voorgesteld door Peter Higgs, François Englert en vier andere theoretici om te verklaren waarom bepaalde deeltjes massa hebben. Wetenschappers bevestigden zijn bestaan in 2012 door de ATLAS-en CMS-experimenten bij de Large Hadron Collider (LHC) bij CERN in Zwitserland. Deze ontdekking leidde ertoe dat in 2013 de Nobelprijs voor de natuurkunde werd toegekend aan Higgs en Englert.,
de eerste ATLAS innerlijke Detector eindkap na volledige insertie in de vloeibare Argon cryostaat. Credit: © CERN
wetenschappers bestuderen nu de karakteristieke eigenschappen van het higgsboson om te bepalen of het precies overeenkomt met de voorspellingen van het standaardmodel van de deeltjesfysica. Als het higgsboson afwijkt van het model, kan het aanwijzingen geven voor nieuwe deeltjes die alleen interageren met andere standaard modeldeeltjes via het higgsboson en daardoor leiden tot nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen.,
LHC-tunnel. Credit: © CERN
higgsboson Facts
- het higgsboson krijgt zijn massa net als andere deeltjes—uit zijn eigen interacties met het higgsveld.
- Er kunnen meer dan één higgsboson zijn. Eén theoretisch model van de nieuwe fysica voorspelt vijf Higgsbosonen.
- hoewel het higgsboson massa geeft aan de quarks die een proton vormen, is het slechts verantwoordelijk voor het geven van een proton ongeveer 10% van zijn massa., De andere 90% van de massa van een proton komt van de complexe interacties van de quarks en de sterke nucleaire kracht.
- omdat het higgsboson de rol heeft om de massa van andere deeltjes te genereren en omdat donkere materie voornamelijk via zijn massa kan worden gedetecteerd, kan het higgsboson een uniek portaal zijn om tekenen van donkere materie te vinden.
DOE Office of Science: bijdragen aan Higgs Boson Research
de LHC van CERN is de deeltjesversneller met de hoogste energie ter wereld. Het is momenteel de enige plek waar wetenschappers Higgsbosonen kunnen maken en bestuderen., Het DOE Office of Science (SC) heeft belangrijke versnellingsmagneten bijgedragen om de LHC te helpen bouwen. DOE ondersteunt ook veel wetenschappers, ingenieurs en technici in het LHC-programma. De LHC herbergt vier grote experimentele deeltjesdetectoren, waarvan twee gedeeltelijk worden ondersteund door SC ‘ s Office of High Energy Physics: ATLAS en CMS. Amerikaanse onderzoekers zijn goed voor respectievelijk ongeveer 20% en 25% van de ATLAS-en CMS-samenwerkingen. Ze spelen ook een leidende rol in vele aspecten van elk experiment., Deze experimenten doen nauwkeurige metingen van de eigenschappen van het higgsboson om te bepalen of het overeenkomt met de standaard Modelvoorspellingen of aanwijzingen biedt voor nieuwe fysica, nieuwe deeltjes en hun interacties verkennen en de nieuwe fysica van donkere materie identificeren.