Намирането на бозона на Хигс

NIGHT. Теватрон ускорител на частици, построена в близост до Чикаго, беше голям прозорец в субатомната вселена в продължение на 27 години

В продължение на няколко стотин физици, които са били тук в продължение на почти 20 години в търсене на хипотетична частица, известна като бозона на Хигс, това означава само едно - на дланта в борбата за Нобелова славата даден основен съперник - Големия адронен ускорител (LHC), новият, по-силен, ускорител в ЦЕРН, на швейцарско-френската граница. Основната му обиколка на ускоряване на пръстен около 27 км дължина осигурява по-големи частици. BAK замества Теватрон като основен изследователски инструмент за физиката на елементарните частици, и тя ще запази тази позиция, дори и в следващото десетилетие.

РЕЗЮМЕ

"Искам да спечеля Дмитрий, и той е - мен", казва Роб Rouzer (Rob Roser), ръководител на екипа, CDF, "Ние сме добри приятели, да обсъдим всички проблеми. Но всеки един от нас иска да изпревари другия. Сега играта се е променила. Днес лошият - това е BAC, а не Дмитрий. Аз не искам да победи LHC всеки от нас. Това е като да кажеш, никой не може да удари братчето ми, това може само да ме ".

С прекратяване на (относително) стари съперничеството и началото на нови проекти Fermilab е в период на несигурност. Същото може да се каже и за цялата физика на елементарните частици. Физиците отдавна са в очакване на нов автомобил, който ще им позволи да влязат в нова физическа реалност. В очакване на това през следващата година или ГАК ще удвои енергията на сблъсъка, няма недостиг на хипотези за нови открития: пространствата на други измерения, суперсиметрията (предположението, че всеки известен частица има т.нар супернесъразмерна близнак) и, разбира се, бозона на Хигс. И най-хубавото е, че това е нещо съвсем неочаквано. Въпреки това, има и друга възможност, която обикновено е за предпочитане да не се приема, но които не могат да бъдат пренебрегвани. И тази възможност е едновременно притеснен и заинтригувана физици: че ако по време на LHC експерименти, нито планирани в настоящото десетилетие, "bestevatronnom" Fermilab, няма да намерите нищо ново?

пред неизвестното

Съвсем наскоро, Теватрон физици ще се събудят в същите надежди, сега, че те свързват с LHC. За 15 години, преди да бъде пуснат, физиците в Fermilab мислели Теватрон ще им помогне да хване бозона на Хигс, за да докаже съществуването на суперсиметрията, за да разберем естеството на тъмната материя и повече.

Три десетилетия ОТКРИТИЯ

Почти всичко, което трябва да знаете за ускорителя, може да бъде намалена на два фактора. Първият - е енергията на ускорените частици: колкото по-голям е, по-тежките частици (теглото им се измерва в GeV, GeV) са достъпни за проучване. Второ - това е светимостта, или броя на сблъсъци в секунда. Първото десетилетие на suscheestvovaniya Tevaroona инженери похарчени за увеличаване на енергийната си; в последните две десетилетия, те са ангажирани, така че скоростта на сблъсък е сравним с силата на потока на противопожарния шланг. Тук са най-значимите събития в живота на ускорителя

В допълнение към откриването на Нобеловата награда на тази частица ще донесе възможност да се увенчае блестящ ера на развитието на физиката. Хигс бозонът - липсващо парче от Стандартния модел, величествената сграда на съвременната теоретична физика, която описва вселената от гледна точка на взаимодействието на основните частици 17. Тя обединява три от четирите сили на природата: силното взаимодействие, е интегрално свързан към ядрата на атомите, слабата сила отговорен за разпад на частици, и по познат ни, електромагнитни (гравитацията - единствената сила, която не е описана от стандартния модел). Теоретиците наложени последните щрихи към портрета на Стандартния модел, преди почти 40 години и оттогава всичките си прогнози бяха потвърдени експериментално.

Racing с LHC

Сега физиците се надяват, че това не успя да направи Теватрон, на LHC ще направи, той ще ги отведе в нови територии, а учените ще могат да се създаде теория, вместо стандартния модел. Mrenna, като повечето си колеги, аз съм сигурен, че рано или късно, ГАК намира бозона на Хигс. "Мисля, че това ще се случи тази или следващата година. Можех да се обзаложите, - казва той. - В случай, че не намираме увереността си в това, че не можахме да намерим нищо, да се увеличи ".

В това се състои проблемът за предстоящите разследвания: това е възможно, че няма нищо там. Някои физици смятат, че е налице "енергия пустиня" между области на научни изследвания на разположение, и тези, които могат да бъдат наистина нова физика. Ако е така, нови открития трябва да чакат още десет години. Ускорителят LHC със сигурност е най-мощният ускорител на момента, но това не е достатъчно мощен, за да се даде физици увереност, че той ще им помогне да стигнем до едно ново ниво на реалността.

С други думи, ако има власт в пустинята, че е възможно, че няма да бъде в състояние да събере волята си, за да го преминат. "Така че сега имаме нужда от успех. Ние трябва да намерим нещо ново ", - казва Mrenna.

животът продължава

първият ускорител на частици в света е построен през 1929 г. от Ърнест Лоурънс (Ърнест Лоурънс) в Университета на Калифорния в Бъркли. Той нарече това устройство протон въртележка. Диаметърът му е с дължина пет инча, е направена от месинг, стъкло и восък, и струва около $ 25. Ускорителят LHC, стартира почти 80 години по-късно, е на стойност 10 млрд. Долара. За неговото изграждане се международно сътрудничество на учени и инженери, а сега тя е с площ с размерите на малък град. Но дори и ако LHC ще бъде голям напредък, шансовете, че ще бъде възможно да се такъв скок в енергия на частиците, с ниско съдържание на обозримо бъдеще. "Ние знаем как да се увеличи енергията на десет пъти, но това ще струва десет пъти по-скъпо, - казва директорът на Fermilab Pier Oddone (Pier Oddone). - Ние сме достигнали лимита на разходите, които се страни са готови да си позволят ".

Основният пръстен на Теватрон е изключен, но физиката на Fermilab не е завършен. Учените създават неутрино, използващи по-малко инжектор пръстен (долу вляво), и да ги изпращате на лъч през дебелината на Земята, за да подземна детектор намира на разстояние от 724 км в изоставена мина в Минесота

През следващото десетилетие, а вероятно и по-дълго, основната физическа лаборатория на САЩ ще живеят в сянката на LHC. Според Oddone, Fermilab ще продължи да работи по проекти, които ще бъдат отложени или затворени, ако Теватрон продължи да работи, но е ясно, че центърът на тежестта в света на физиката на елементарните частици е изместен.

Експериментите Fermilab в неутрино физика са в ход - може би най-загадъчното от фундаменталните частици: те са изпратени от източник в Fermilab чрез дебелината на 724 км от земната кора на детектор инсталиран в мина в Минесота. Учени от Fermilab също ще вземат участие в изследователска програма астрономия "Преглед на тъмната енергия» (тъмната енергия Survey).

Ръководител на проекта Стив Холмс (Стив Холмс) казва: «Project X - мост отново ни води до предната линия на физиката на високите енергии. Това ще даде възможност за заснемане на ръководни позиции и да ги спаси. Когато хората ме питат за обяд, какви бъдеще ни чака тук, да им кажа, че в областта на физиката на високите енергии САЩ са водещи в света в продължение на 70 години. Това е най-основна областта на физиката, и като една велика страна, ние трябва да поддържа тази позиция. Но не мога да кажа, когато я достигне. "

Превод: AA Сорокин