De LHC deel 3: Collision day...

quote:

Op dinsdag 17 februari 2015 19:25 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:

"Dat zou baanbrekend zijn. Voor mij is dit spannender dan de ontdekking van het Higgs-deeltje", aldus Heinemann.

(hln.)

Eens. Het was eigenlijk zo goed als zeker dat 'een' Higgsdeeltje gevonden zou worden omdat het standaardmodel zo'n deeltje om verschillende redenen nodig heeft. Voor supersymmetrie geldt dat niet; dat is tot nu toe vooral een "natuurlijke uitbreiding" van het standaardmodel en rust vooral op "esthetische" argumenten.

Offtopic en meer voor Fermilab, maar was is de statu van de zoektocht naar de Graviton?

Misschien moeten ze eerst maar es zwaartekrachtsgolven direct aantonen, wat misschien wel de grootste experimentele uitdaging in de natuurkunde is op dit moment

15-03-2015

Zal de vernieuwde LHC de natuurkunde maken of kraken?

De Large Hadron Collider van CERN wordt herstart na een opknapbeurt van twee jaar. Elke mislukte poging om ontdekkingen te doen, kan een groot struikelblok worden voor nieuw succes.


Lees alles over ons Cern-festival op newscientist.nl/cernfestival/

De natuur heeft de laatste eeuw bewezen bijzonder meegaand te zijn voor deeltjesfysici. Neem het foton, bedacht door Einstein in 1905 als een theoretisch hulpmiddel om elektromagnetisme in licht te verklaren. De natuur gehoorzaamde; het foton bleek echt te bestaan. Een kwart eeuw later kwam Paul Dirac met antimaterie op de proppen, wat al snel opdook in kosmische straling.

En toen maakten natuurkundigen van de Large Hadron Collider (LHC) bij Cern in Genève in 2012 juichend bekend dat ze het higgsboson vonden ongeveer op de plek waar ze het verwachtten.

Voorbij het standaardmodel
De ontdekking van het higgsboson was de kers op de taart van het standaardmodel van de deeltjesfysica. Dit model, opgesteld in de jaren zeventig, beschrijft de krachten en deeltjes die alle materie vormen. Alles wat deze theorie voorspelde, is op een paar punten na in experimenten bevestigd. Maar nu de voltooiing van het model nadert, blijft er nog een hoop over voor fysici om te verklaren, zonder duidelijke indicatie wat de vervolgstappen moeten zijn.

Geen overeenstemming
Met het opstarten van de LHC na een tweejarige opknapbeurt is er voor het eerst geen overeenstemming over wat er gevonden gaat worden. Als de theoretici hun succes vol weten te houden, komt er het eerste echte bewijs voor supersymmetrie uit – de theorie die donkere materie, zwaartekracht en andere fenomenen kan verklaren die het standaardmodel niet beschrijft. Maar als je de theorieën moet geloven, zou de LHC al aanwijzingen moeten hebben gehad die supersymmetrie ondersteunen. Dat was niet zo.

Dit vervult theoretici enerzijds met opwinding, en anderzijds met terughoudendheid. De vernieuwde LHC kan laten zien dat de theorie van supersymmetrie op het juiste spoor zit, zij het niet helemaal zoals verwacht. Maar het kan ook een kluwen van nieuwe deeltjes ontdekken die ons in een hele nieuwe richting stuurt. Of het ontdekt helemaal niets. De eerste twee mogelijkheden zouden opwindend zijn, en de laatste een zwaard van Damocles.

Meer energie


Jorgen D’Hondt: ‘Iets niet ontdekken is ook kennis.’Lees het hele interview met D’Hondt in Blendle (¤ 0,89) of Tablisto, of bestel New Scientist #21 online. Foto: Bob Bronshoff

‘Het zou dus kunnen dat onze kennis van de afgelopen dertig jaar onjuist blijkt’, zegt Jorgen D’Hondt, directeur van het CMS-experiment in een interview met New Scientist. Maar dan nog is er geen man overboord, meent hij. ‘Dat er fenomenen zijn in de natuur die niet beschreven worden door het standaardmodel, dat zou een schok zijn. Maar tegelijk zou het ons een richtlijn geven hoe we deze nieuwe fenomenen moeten bestuderen en begrijpen.’

Als de vernieuwde LHC niet krachtig genoeg is om vooruitgang te boeken, dan is de tijd van deeltjes tegen elkaar laten botsen om de fundamentele aard van de werkelijkheid bloot te leggen waarschijnlijk voorbij. We zijn er niet zeker van dat we iets nieuws zullen vinden tot we enorm veel meer energie op weten te wekken – te groot voor elke deeltjesversneller die nu denkbaar is.

Maar er zijn alternatieven. Sommige wetenschappers beweren dat botsingen tussen protonen niet de ideale manier zijn om de natuurkunde voorbij het standaardmodel te brengen. Er bestaan plannen voor preciezere elektronenversnellers: de International Linear Collider die misschien in Japan gebouwd gaat worden, of een circulaire deeltjesversneller bij Cern die tot wel 100 kilometer lang kan worden.

Nieuwe generatie
Ons doel om de aard van de werkelijkheid te begrijpen staat dus voor het blok. Tot voor kort hadden overheidsinstanties er geen probleem mee miljarden euro’s uit te geven aan deeltjes-experimenten. Maar als de LHC niets opbrengt, zal dat vertrouwen er dan nog zijn voor de volgende generatie machines? Veel natuurkundigen beweren dat hun succes over de jaren te danken is aan goed beoordelingsvermogen, niet aan geluk. Maar nu, zonder een gevestigde theorie als leidraad voor de nieuwe experimenten, kunnen ze misschien wel al het geluk van de wereld gebruiken.

Jorgen D’Hondt vertelt over de nieuwste ontwikkelingen bij het CMS-experiment tijdens ons Cern-festival op 18 maart. Verder zullen onder andere Stan Bentvelsen (directeur Nikhef) en Robbert Dijkgraaf (directeur Institute for Advanced Study, Princeton) een bijdrage leveren.

(newscientist)

17-03-2015

CERN slaagt erin de massa van het Higgsboson deeltje te meten


© ap.
NUCLEAIR ONDERZOEK Na een zoektocht van bijna een halve eeuw is het Europees Centrum voor Nucleair ONDERZOEK er nu ook in geslaagd de massa van het Higgsbosondeeltje zeer precies in te schatten, zo heeft het CERN vandaag meegedeeld.

Na een zoektocht van bijna een halve eeuw is het Europees Centrum voor Nucleair Onderzoek er nu ook in geslaagd de massa van het Higgsbosondeeltje zeer precies in te schatten, zo heeft het CERN DINSDAGmeegedeeld.

Het Higgsbosondeeltje is het deeltje dat alle andere elementaire deeltjes HUN massa geeft en is het sluitstuk van het Standaardmodel over het wezen van de materie. De Schot Peter Higgs alsmede de Belgen Robert Brout en François Englert postuleerden het bestaan van het "Godsdeeltje" in 1964. Het duurde tot 2012 eer de wetenschappers dankzij de gigantische deeltjesversneller LHC van het CERN in Genève gelijk kregen, en wat in 2013 een Nobelprijs opleverde voor Englert en Higgs. (Brout was reeds overleden).

Met samenlegging van de RESULTATEN van dezelfde twee experimenten, ATLAS en CMS, zijn wetenschappers er nu ook in geslaagd met een precisie beter dan 0,2 procent vast te stellen dat de massa van het Higgsboson 125,09 gigaelektronvolt (GeV) heeft, met een foutenmarge aan weerskanten van 0,24 GeV.

Het CERN maakt zich STERK dat het één van de meest precieze metingen ooit is aan de hand van de LHC.

(HLN)

22-03-2015

Geruchten over nieuw deeltje in Genève


© ap.

WETENSCHAP De metingen waarmee in 2012 het befaamde Higgsdeeltje werd gevonden op deeltjeslab CERN in Genève hebben mogelijk een tweede onbekend deeltje opgeleverd.

'Het is te vroeg om de ontdekking te claimen, maar de speculaties over Z' zullen waarschijnlijk wel toenemen nu'
Marcel Merk
Vrijdag kondigde het LHCb-experiment op CERN afwijkingen in de metingen met de LHC-deeltjesversneller aan, die daarop zouden kunnen duiden.

Bij de deels door Nederlandse fysici gerunde LHCb-detector wordt gekeken naar het verval van zogeheten B-mesonen, die kunnen ontstaan als protonen in de versneller met hoge ENERGIE op elkaar botsen. De zogeheten B-fysica geldt als een domein waar eventuele afwijkingen van de bestaande deeltjestheorie kunnen opduiken. Daarvan is bekend dat hij niet volledig is.

Afwijking
Vrijdag maakten de onderzoekers op de jaarlijkse winterconferentie van CERN in ski-oord Moriond bekend dat het verval van de mesonen anders gaat dan de theorie zegt. Aanwijzingen daarvoor waren in 2011 voor het eerst gezien, maar nu staat de afwijking vast.

Het gevonden effect kan duiden op een onbekend deeltje, een zogeheten Z'-deeltje, dat mogelijk duizend keer zwaarder is dan een proton. Eerder in de week gingen al geruchten over de vondst van zo'n Z', dat zelfs kan duiden op een nieuwe natuurkundige kracht.

Zover is het zeker nog niet, zeggen groepsleider Marcel Merk bij LHCb en zijn projectmanager Niels Tuning, beide van Nikhef in AMSTERDAM. "Het is te vroeg om de ontdekking te claimen, maar de speculaties over Z' zullen waarschijnlijk wel toenemen nu." De afwijking is gevonden in metingen tot de stop in 2012 van de LHC. Op CERN wordt vanaf deze maand met dubbele energie weer verder gezocht naar nieuwe deeltjes en krachten.

(HLN)

http://www.astroblogs.nl/(...)ertraging-opleveren/
Oeps, kortsluiting in de LHC kan vertraging opleveren

Enkele dagen voordat er weer protonen door de 27 km lange deeltjesversneller van de Large Hadron Collider (LHC) van het Europese onderzoeksinstituut CERN bij Genève zouden stromen is er een kortsluiting ontstaan in één van de magneten.
...

http://www.astroblogs.nl/(...)-protonen-van-start/

Probleem LHC is opgelost, komend weekend gaan de eerste protonen van start!

Het probleem met het splintertje metaal in één van de verbindingen tussen een diode en een magneet van de Large Hadron Collider is afgelopen dinsdag opgelost. Door enkele milliseconden lang een stroom van 400 ampère door het betreffende circuit te jagen werd het metaal als het ware weggezapt.
...

05-04-2015

LHC-deeltjesversneller na twee jaar weer opgestart


De Large Hadron Collider (LHC) in Genève. © epa.

Wetenschap Na twee jaar onderhoud is de LHC-deeltjesversneller van het Europees Centrum voor Kernonderzoek (CERN) weer opgestart. In 2012 vonden de CERN-fysici met de grootste protonenbotser ter wereld het befaamde Higgsdeeltje dat in theorie verklaart waarom deeltjes massa hebben.

De herstart liep enige vertraging op. In een van de acht magneetsectoren van de 27 kilometer lange ondergrondse ring trad nu en dan kortsluiting op. In 2008 leidde zoiets tot een explosie in de deeltjesmachine, die de speurtocht naar de bouwstenen van het universum meteen een jaar vertraagde.

De LHC draaide na de explosie in 2008 op halve kracht, om alle risico uit te sluiten. Bij de tweede ronde tot 2018 moet nu wel de volledige botsingsenergie worden benut. Daarbij worden heel veel nieuwe deeltjes en effecten verwacht.

Wetenschappers hopen in de komende jaren concrete bewijzen over het bestaan van zogeheten donkere materie en informatie over zijn elementaire samenstelling te verkrijgen.

(HLN)

http://www.astroblogs.nl/(...)lijk-opgewonden-van/

Protonen LHC bereiken 6,5 TeV – de BBC raakt er behoorlijk opgewonden van

Toen afgelopen zondag voor het eerst protonen door de Large Hadron Collider gingen hadden ze nog een bescheiden energie van 450 GeV, 450 miljard elektrovolt. Maar inmiddels hebben de protonenbundels in één richting hun maximale energie al bereikt, 6,5 TeV, dat is 6,5 biljoen (12 nullen) elektrovolt.
...

quote:

Protonen botsen met recordhoeveelheid energie in de LHC
Woensdagavond botsten voor het eerst protonen met een totale energie van 13TeV op elkaar in de deeltjesversneller van CERN. De testbotsingen zijn bedoeld om de systemen te kalibreren die de machine en de detectors moeten beschermen tegen deeltjes die van de stralenbundel afdwalen.

[...]

First images of collisions at 13 TeV in CERN's Large Hadron Collider



http://home.web.cern.ch/a(...)es-collisions-13-tev

quote:

Prospects and Limits For the LHC's Capabilities To Test String Theory
The Large Hadron Collider has just been upgraded, and is now making the highest energy collisions of any human-made machine ever. But even at 13 TeV, what are the prospects for testing String Theory, considering that the string energy scale should be up at around 10^19 GeV or so? Surprisingly, there are a number of phenomenological consequences that should emerge, and looking at what we've seen so far, they may disfavor String Theory after all.

Protonen botsen met hoge energie in de LHC.

14-07-2015

Large Hadron Collider vindt het pentaquark


Geschreven door Tim Kraaijvanger op 14 juli 2015 om 15:04 uur

Het pentaquark bestaat! Wetenschappers hebben het mysterieuze deeltje gevonden dankzij de Large Hadron Collider.

Een pentaquark is een subatomair deeltje dat uit vijf quarks bestaat. In 2003 vonden Japanse wetenschappers aanwijzigingen dat het exotische deeltje zou bestaan. Helaas is er nooit keihard bewijs gevonden voor het bestaan van het pentaquark, waardoor de deeltjesfysicagemeenschap het bestaan van het pentaquark in 2006 als niet zo waarschijnlijk achtte.

Nu is het pentaquark dan eindelijk gespot tijdens experimenten met de Large Hardon Collider. Fysici hebben twee objecten gevonden die zeer snel vervielen. De objecten wogen 4,67 en 4,74 keer zwaarder dan een proton. Ieder deeltje bevatte twee up-quarks, één down-quark en een ‘charm’ quark/antiquark-paar.

Het is opvallend dat het pentaquark bestaat. Sinds het heelal een paar duizendste seconden oud is, komen quarks alleen voor in bundeltjes van twee of drie. Nu blijkt dat het pentaquark bestaat kunnen wetenschappers leren waarom quarks zich in paren en trio’s binden, en niet in groepjes van vijf. Dit leidt tot allerlei nieuwe theorieën.

De resultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke Physics Review Letters. Onderzoekers zijn ervan overtuigd dat er vaker pentaquarks gaan opduiken, zeker nu de Large Hadron Collider weer op volle kracht werkt.

(scientias.nl)

Link naar het artikel:

http://arxiv.org/abs/1507.03414

tof man een pentaquark!

Tweakers: Op zoek naar de Kern - Deel 1: De deeltjesversneller van CERN.

Ik moet zeggen dat gezien alle ellende in het nieuws de LHC me vaak een gevoel geeft van de capaciteit van de mensheid wanneer ze hun hersens niet in elkaar willen slaan (behalve als het om scoops gaat ).

Tweakers: Op zoek naar de Kern - Deel 2: Ontelbaar veel botsingen en data.

quote:

Op dinsdag 30 maart 2010 19:42 schreef Handschoen het volgende:

How it works:

How the LHC works BLACK HOLES ? no way!

LHC spots a consistent oddity in decays with leptons
Not statistically robust, but present in three different experiments

Let's get something out of the way: some of the latest results from the LHC are likely to be a statistical fluke and will vanish as the current, high-energy run starts pumping out data in earnest. In fact, when the results first started getting promoted last week, we got a copy of the paper, but we dropped it after a quick look at the abstract.

And yet here we are, covering it. What changed? As we kept following the story, it became clear that this weird, unlikely-to-be-significant bump in the data had been seen before. More than once. It's probably worth paying attention to until it goes away, because if it doesn't, it may hint at other particles out there that we have yet to discover.

The intriguing results come courtesy of the LHCb detector. Rather than search for new particles, LHCb tracks the decay of particles that contain a b quark (b stands for bottom or beauty, depending on who you talk to). These particles are well understood, so deviations from their expected behavior are relatively easy to spot. And those deviations could point to physics we haven't seen before, possibly including problems with the Standard Model of particles and their interactions.

In this case, the detector was tracking neutral B mesons as they decayed into D mesons. (This happens as the bottom quark in the B meson decays into a charm quark. The second quark in the mesons, a down quark, sits all this out and just pairs with whatever's around.) This decay results in the production of a neutrino (which we can ignore) and a lepton, which is what we're paying attention to here.

Leptons are a group of particles that include the familiar electron and its two heavier, more exotic cousins, the muon and the tau (sometimes called the "tauon" for pedantry's sake). From the perspective of the Standard Model, any lepton will do. The decays should produce the three leptons in proportion to their relative masses (a tau is about twice the mass of a proton, the muon weighs substantially less, and the electron is a lightweight).

In this case, the LHCb collaboration tracked decays that produced either muons or taus, and then measured their relative frequency. And the results were close to the expected value, but not quite. Instead, taus were produced slightly more often than expected, a difference that was 2.1 standard deviations off from the Standard Model expectation.

Now, in particle physics, 2.1 standard deviations is the sort of result that frequently goes away as more data is gathered—it takes three standard deviations to get physicists excited, and five before they start saying they've found something. Which is why, based on the abstract of the paper, there's nothing to get excited about here.

But deep in the discussion, there's an intriguing indication that something unusual might be going on here: "The measured value is in good agreement with previous measurements at BaBar and Belle." These other two detectors studied B mesons produced by electron/positron collisions. So that means three different detectors, using different types of particle collisions, have seen a similar (if similarly weak) excess.

Since the excess is small, it'll take a lot more of these decays before it might rise above the statistical noise—or fade back into it. So, this is something we'll have to watch as the LHC's current run continues.

And it's worth watching, because anything that the Standard Model fails to predict is an indication of new physics—possibly the presence of a new particle that couples with the particles during the decay. So, while it's nothing to get excited about yet, it's something that would be very exciting if it ends up being a discovery.

26-11-2015

LHC maakt oersoep waaruit wij allemaal zijn ontstaan


Geschreven door Tim Kraaijvanger op 26 november 2015 om 09:01 uur

De Large Hadron Collider is begin dit jaar opnieuw opgestart en met succes! De deeltjesversneller breekt het ene na het andere record en vond onlangs het pentaquark. Vorige week vestigde de LHC een nieuw energierecord.

De deeltjesversneller versnelde loodionen met een energie van ruim 10 tera-elektronvolt: twee keer hoger dan tijdens vorige experimenten. Dit gebeurde op 17 november. Tijdens het experiment werd een temperatuur bereikt van enkele biljoenen graden Celsius.

“Het is een traditie om één maand per jaar ionen te laten botsen als onderdeel van diverse onderzoeksprogramma’s”, zegt CERN-directeur Rolf Heuer. “Dit jaar is dit extra speciaal, omdat we een nieuw energierecord hebben bereikt. Hierdoor kunnen we de omstandigheden in het jonge universum nabootsen.”

De Large Hadron Collider
De Large Hadron Collider gaat verder dan elke andere deeltjesversneller. In de 27 kilometer ring onder Zwitserland worden protonen versneld, waardoor ze bijna de lichtsnelheid bereiken. Wanneer de deeltjes op elkaar botsen, ontstaan nieuwe deeltjes. Des te zwaarder de botsingen, des te groter de kans op nieuwe, exotische deeltjes, die ons meer inzicht geven in hoe het universum in elkaar steekt.

.
De oersoep bestond alleen de eerste milliseconden na de oerknal.

Oersoep
Kort na de oerknal was het universum een dikke, hete oersoep. Geen smakelijke soep met gehaktballetjes en prei, maar met quarks en gluonen. In het hedendaagse universum lijmen gluonen quarks aan elkaar in protonen en neutronen, die materie vormen. De oersoep bestond slechts enkele milliseconden.

Door de energie van de botsingen te verhogen, neemt de omvang en de temperatuur van de quarkgluonenplasma – oftewel de oersoep – toe. Eindelijk kunnen wetenschappers deze oersoep dus nader bestuderen. En dat gewoon op aarde! Het is een fascinerende gedachte dat wij allemaal zijn voortgekomen uit deze compacte, hete oersoep.

Higgs-deeltje
De grootste ontdekking van de Large Hadron Collider was het Higgs-deeltje. Het Higgs-deeltje was het laatste puzzelstukje van de puzzel van het standaardmodel. Dit is de theorie die de elementaire deeltjes beschrijft waaruit al het zichtbare in ons heelal is opgebouwd. Toch voelen onderzoekers de drang om dit standaardmodel verder uit te pluizen. “We hopen dieper in de kwantumstructuur van de natuur te kijken”, vertelt professor Marcel Merk van de Vrije Universiteit Amsterdam. “Het is nog steeds een mysterie waarom antimaterie in ons universum ontbreekt. Hopelijk vinden we deeltjes die hier een antwoord op geven.”

Vandaar dat de Large Hadron Collider momenteel bezig is met zijn tweede ‘run’, zoals wetenschappers het noemen. De kans is groot dat er nog veel meer moois ontdekt wordt, omdat wetenschappers willen toewerken naar botsingen van zo’n 13 tera-elektronvolt.

(scientias.nl)