kompaktowy Elektromagnes Mionowy (CMS) jest detektorem ogólnego przeznaczenia w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC). Ma szeroki program fizyki, począwszy od badania Modelu Standardowego (w tym bozonu Higgsa) po poszukiwanie dodatkowych wymiarów i cząstek, które mogłyby tworzyć ciemną materię. Detektor CMS zbudowany jest wokół ogromnego magnesu elektromagnetycznego., Ma to postać cylindrycznej cewki kabla nadprzewodzącego, która generuje pole 4 Tesli, około 100 000 razy większe niż pole magnetyczne Ziemi. Pole jest ograniczone przez stalowe „jarzmo”, które stanowi większość detektora o masie 14 000 ton. Kredyt: CERN
bozon Higgsa jest podstawową cząstką związaną z polem Higgsa, polem, które nadaje masę innym podstawowym cząstkom, takim jak elektrony i kwarki. Masa cząstki określa, jak bardzo jest odporna na zmianę jej prędkości lub położenia, gdy napotka siłę. Nie wszystkie cząstki podstawowe mają masę., Foton, który jest cząstką światła i niesie siłę elektromagnetyczną, w ogóle nie ma masy.
bozon Higgsa został zaproponowany w 1964 roku przez Petera Higgsa, François Englerta i czterech innych teoretyków, aby wyjaśnić, dlaczego niektóre cząstki mają masę. Naukowcy potwierdzili jego istnienie w 2012 roku poprzez eksperymenty ATLAS i CMS w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w CERN w Szwajcarii. Odkrycie to doprowadziło do przyznania w 2013 roku Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki Higgsowi i Englertowi.,
pierwsza wewnętrzna zaślepka detektora ATLAS po całkowitym włożeniu do kriostatu ciekłego argonu. Kredyt: © CERN
naukowcy badają teraz charakterystyczne właściwości bozonu Higgsa, aby określić, czy dokładnie odpowiada on przewidywaniom standardowego modelu fizyki cząstek elementarnych. Jeśli bozon Higgsa odbiega od modelu, może dostarczyć wskazówek do nowych cząstek, które oddziałują tylko z innymi cząstkami Modelu Standardowego za pośrednictwem bozonu Higgsa, a tym samym prowadzić do nowych odkryć naukowych.,
tunel LHC. Kredyt: © CERN
bozon Higgsa fakty
- bozon Higgsa otrzymuje swoją masę tak jak inne cząstki—z własnych oddziaływań z polem Higgsa.
- może istnieć więcej niż jeden bozon Higgsa. Jeden teoretyczny model nowej fizyki przewiduje pięć bozonów Higgsa.
- podczas gdy bozon Higgsa nadaje masę kwarkom, które tworzą proton, jest on odpowiedzialny tylko za nadanie protonowi około 10% jego masy., Pozostałe 90% masy protonu pochodzi ze złożonych oddziaływań kwarków i silnej siły jądrowej.
- ponieważ bozon Higgsa ma rolę generowania masy innych cząstek oraz fakt, że ciemna materia może być wykrywana przede wszystkim poprzez swoją masę, bozon Higgsa może być unikalnym portalem do znajdowania oznak ciemnej materii.
Doe Office of Science: Contributions to Higgs Bozon Research
LHC w CERN jest najwyżej energetycznym zderzaczem cząstek na świecie. Jest to obecnie jedyne miejsce, w którym naukowcy mogą tworzyć i badać bozony Higgsa., Doe Office of Science (SC) wniosło ważne magnesy akceleratora, aby pomóc w budowie LHC. DOE wspiera również wielu naukowców, inżynierów i techników w programie LHC. W LHC znajdują się cztery duże eksperymentalne detektory cząstek, z których dwa są częściowo obsługiwane przez biuro Fizyki Wysokich Energii SC: ATLAS i CMS. Naukowcy amerykańscy stanowią odpowiednio około 20% i 25% współpracy ATLAS i CMS. Odgrywają również role przywódcze w wielu aspektach każdego eksperymentu., Eksperymenty te dokonują precyzyjnych pomiarów właściwości bozonu Higgsa, aby określić, czy odpowiada on standardowym przewidywaniom modelu lub oferuje wskazówki do nowej fizyki, bada nowe cząstki i ich interakcje oraz identyfikuje nową fizykę ciemnej materii.