Deel 2: De LHC deeltje 2
Algemene website van het CERN: LHC
Wikipagina: Nog meer LHC
Over de zin en de onzin van één van de grootste technologische hoogstandjes die ons inzicht moet gaan geven in Supersymmetrie , het bestaan van het Higgs-boson, het standaardmodel in het algemeen en situaties die zich kort na de oerknal hebben afgespeeld volgens de oerknaltheorie.
Sommige mensen vrezen voor de vorming van zwarte gaten in de LHC, iets wat we volgens mensen als Mangano zeker serieus moeten nemen. Een veiligheidsreview hierover op het arXiv:
Review of Safety of LHC collisions
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)
Natuurkundigen ploeteren om nieuwe deeltjes uit LHC te persen
Het is een redelijk stille nacht, nu kerstvakantie voor de Large Hadron Collider (LHC) aanbreekt. Fysici van onderzoeksinstituut Cern presenteerden vandaag de eerste resultaten sinds de deeltjesversneller opnieuw aangezet is, maar veel nieuws hadden ze niet te melden.
lhc-cms-detectorSterker nog, de vermoedens van nieuwe fysica aan het einde van de eerste run van de LHC leken te vervagen. Toch gloort er ook hoop: een glimp van een mogelijk nieuw deeltje.
Dankzij de geruchten over nieuwe deeltjes die eerder deze week al de ronde deden, verdrongen de fysici zich in de grote collegezaal van Cern, waar in 2012 ook de aankondiging van het higgsboson plaatsvond. Maar vandaag werden er geen vroege kerstcadeaus uitgedeeld.
Onderzoekers van de CMS- en Atlas-experimenten presenteerden hun voorlopige bevindingen gebaseerd op de data die verzameld zijn sinds de LHC opnieuw is aangezet, in april van dit jaar.
Veelbelovend
Als eerste aan het woord was Jim Olsen van de Princeton-universiteit, lid van het CMS-team. Hij begon met een lijst van resultaten die het standaardmodel van deeltjesfysica bevestigen, een goede manier om aan te tonen dat de nieuwe run werkt zoals verwacht. ‘In dit vroege stadium doet het standaardmodel het nog goed’, zei hij. Op dit moment is er nog niet genoeg data om het higgsdeeltje ‘opnieuw te ontdekken’, volgend jaar naar alle waarschijnlijkheid wel.
Ga met New Scientist mee naar Cern In februari mag een select groepje lezers de deeltjesversneller van dichtbij aanschouwen Lees meer
Vervolgens besprak hij twee veelbelovende aanwijzingen van nieuwe ontdekkingen in data die verzameld is vlak voor de LHC uitgezet werd in februari 2013. Zowel CMS als Atlas hadden zwak bewijs voor een boson met de massa van 2 teraelektronvolt (TeV), veel groter dan het higgsboson van 125 gigaelektronvolt (Gev). In de nieuwe run heeft CMS een dergelijk signaal niet waargenomen. Er is nog niet genoeg data om het volledig uit te sluiten, zei Olsen, maar het is mogelijk dat het vorige signaal niet meer dan ruis was.
Hetzelfde gold voor een ander signaal van een mogelijk supersymmetrisch deeltje met de bijnaam ‘the edge’. Supersymmetry, ook bekend als Susy, is de theorie die het standaardmodel uitbreidt met een serie zwaardere partnerdeeltjes. Bewijs vinden voor deze theorie is een van de belangrijkste doelen van de tweede run van de LCH, maar het lijkt erop dat er nog niets gevonden is.
Physicists struggle to squeeze new particles from the LHC
Toch blijft er hoop op nieuwe fysica gloren. Olsen presenteerde resultaten die een ‘overschot’ aan gebeurtenissen die twee fotonen produceerde bij 760 GeV, wat kan duiden op een nieuw deeltje (zie boven). De resultaten hadden een statistische significantie van 2,6 sigma, dicht bij het criterium van 3 sigma dat deeltjesfysici hanteren voor ‘interessante resultaten’, maar nog te ver verwijderd van 5 sigma om een ontdekking te mogen heten.
Verdere statistische analyse waarbij rekening gehouden werd met het look elsewhere-effect (de kans dat je een vals resultaat ontdekt als gevolg van het grote aantal gebeurtenissen waar je naar zoekt) bracht de significantie terug tot 1,2, dus het zou ook niets kunnen zijn.
Grotere datasets
Marumi Kado van de Linear Accelerator Laboratory in Orsay, Frankrijk, sprak namens het Atlas-team. Hij bevestigde de robuustheid van het standaardmodel en zei dat ze wat signalen van het higgsdeeltje hadden gevonden, maar met weinig statistische significantie.
Net als CMS is Atlas op zoek geweest naar supersymmetrische deeltjes, maar er is nog niet genoeg data om conclusies te trekken. ‘We hebben een hele serie onderzoeken naar supersymmetrie gedaan’, zei Kado. ‘Maar we hebben geen overschot gevonden.’
Er was wel wat meer bewijs van ‘the edge’ in vergelijking met was CMS zag, met een resultaat van 3 sigma. Maar dat is nog steeds minder dan de detectoren bij de eerste run gezien hebben. ‘Het is zeker iets om in de nabije toekomst in de gaten te houden’, zei Kado.
Op het ‘tweefotonenfront’ heeft Atlas ook een overschot waargenomen rond 750 GeV, dicht bij het vergelijkbare signaal bij CMS. De significantie daarvan was 3,6 sigma en daalde naar 1,9 sigma na look elswhere-analyse.
Het feit dat beide experimenten een vergelijkbaar signaal waarnemen, kan wijzen op een nieuw deeltje aan de horizon in 2016, maar het kan net zo goed valse hoop zijn. ‘We wachten met smart op veel grotere datasets in 2016’, zei Kado.
(newscientist.nl)
Nieuw elementair deeltje gespot
Atlas experiment CERN
Deeltjesfysici bij CERN in Genève hebben waarschijnlijk de eerste tekenen van een nog onbekend zwaar elementair deeltje gevonden. Tijdens botsingen van protonen in de deeltjesversneller hebben ze een lichte overmaat van hoogenergetische fotonen gevonden. Voor leken stelt dat niets voor, maar deeltjesonderzoekers worden daar zeer opgewonden van.
CERN is bekend omdat daar in 2012 het Higgs Boson werd gevonden. Dat deeltje verklaart waarom atomen massa hebben, maar de deeltjes waaruit het is opgebouwd niet. Het hele universum lijkt gevuld te zijn met deze bosonen en alle objecten met massa hebben er wisselwerking mee.
Dergelijke deeltjes zijn tegelijk zeer moeilijk aan te tonen. Ze vallen heel snel uit elkaar. Alleen als je protonen met grote snelheid op elkaar laat botsen, zijn ze eventjes zichtbaar. Het vermoeden is dat er ook andere bosonen zijn, behalve van het type Higgs. Maar die zijn zo mogelijk nog moeilijker op te sporen.
Nu is dat toch gelukt. Tijdens botsingen kwam iets meer gammastraling vrij dan de wetenschappers verwachtten. Het was zo weinig dat het als statistische afwijking gezien zou kunnen worden. Ware het niet dat dezelfde afwijking meerdere keren voorkwam. Er is dus nog een boson dat gammastraling produceert als hij uit elkaar valt, concludeert CERN nu.
Wat hebben we daaraan? Dankzij dit soort ontdekkingen leren we steeds meer over de structuur van ons universum. Een groot deel van de materie zien we niet, we kunnen alleen vermoeden dat het bestaat door hoe andere materie zich gedraagt. Door in deze mysterieuze wereld door te dringen, leren we over de ruimte zelf, wat zorgt dat we ook beter leren begrijpen waar de planeten, sterren en wijzelf vandaan komen
(faqt.nl)
?quote:Op vrijdag 18 december 2015 08:41 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
17-12-2015
CERN is bekend omdat daar in 2012 het Higgs Boson werd gevonden. Dat deeltje verklaart waarom atomen massa hebben, maar de deeltjes waaruit het is opgebouwd niet.
Deeltjesversneller CERN is mogelijk iets veel groters dan Higgsdeeltje op het spoor
De deeltjesversneller van het CERN. © reuters.
Wetenschap De gigantische deeltjesversneller LHC van het Europees Centrum voor Nucleair Onderzoek CERN is mogelijk iets op het spoor waarbij de vondst van het Higgsdeeltje en de recente bevestiging van het bestaan van zwaartekrachtsgolven verbleekt. Dat heeft het wetenschappelijke tijdschrift New Scientist vandaag op gezag van de Italiaanse vorser Gian Giuduce getwitterd.
Bij de botsing tussen deeltjes in de Large Hadron Collider (LHC) zijn twee 'bumps' opgedoken, onafhankelijk van elkaar en op dezelfde plaats, in de jongste data van het Atlas- en het CMS-experiment dat in juli 2012 het bestaan van het 'godsdeeltje' of het Higgsdeeltje bevestigde.
Mogelijk gaat het een verrassend zwaar deeltje dat de deur openzet voor een totaal nieuwe theorie in plaats van de bevestiging van een bestaande, zo citeerde het blad Giuduce.
Het Higgsdeeltje was het sluitstuk van het Standaard Model over het wezen van de materie. Het bestaan van het deeltje dat alle andere deeltjes massa geeft was al vijftig jaar tevoren voorspeld door de Schot Peter Higgs en de Belgen François Englert en Robert Brout. Dankzij de bevestiging van het bestaan kreeg Englert de Nobelprijs voor Fysica.
Het valt nu af te wachten of er in de komende weken en maanden nog meer hints tevoorschijn zullen komen.
(HLN)
The CMS collaboration has released 300 terabytes of research data.
Wezel legt deeltjesversneller CERN plat
© ap.
CERN De krachtigste deeltjesversneller ter wereld blijkt niet resistent te zijn tegen kleine scherpe tandjes. De Large Hadron Collider (LHC) van het Europees Centrum voor Nucleair Onderzoek CERN vlakbij Genève ligt sinds gisteravond stil nadat een wezel een stuk bekabeling doorbeet.
De Large Hadron Collider, die een ondergrondse, 27 kilometer lange ring vormt, is een van de meest complexe machines ter wereld. De komende dagen zal het toestel echter stilliggen voor reparatiewerkzaamheden.
CERN-woordvoerder Arnaud Marsollier liet weten dat alle operaties voorlopig opgeschort worden omdat een wezel was binnengedrongen in een transformator die de machine aandrijft. Dat leidde gisteravond tot een stroompanne. Volgens Marsollier heeft de marter het incident niet overleefd en bleef er van het dier nog maar weinig over.
Het incident zorgt ervoor dat de plannen voor de heropstart van de machine, die zo'n 3,8 miljard dollar waard is, enkele dagen vertraging oplopen
(HLN)
Grootste deeltjesversneller ter wereld opnieuw in actie
© ap.
De grootste deeltjesversneller ter wereld, de LHC in Genève, is aan een nieuw seizoen begonnen. Dat heeft het Europees Centrum voor Nucleair Onderzoek CERN gisteravond meegedeeld.
© ap.
© afp.
© getty.
© afp.
Na de jaarlijkse winterstop kwam de Large Hadron Collider op 25 maart weer tot leven, om opnieuw een groot aantal botsingen tussen protonen mogelijk te maken. Het CERN wil naar eigen zeggen ongeveer zes keer meer data verkrijgen dan vorig jaar, wat tot betere inzichten in de fundamentele fysica moet opleveren.
Betere metingen
Zo zullen de experimenten onder meer betere metingen moeten opleveren van het Higgsboson-deeltje, en andere bekende deeltjes en fenomenen. Het CERN zoekt ook naar "nieuwe fysica met een groter ontdekkingspotentieel".
Het is het tweede jaar dat de LHC met een botsingsenergie ter waarde van 13 TeV draait. In de 27 kilometer lange cyclotron reizen bundels van zowat 100 miljard protonen aan bijna lichtsnelheid in tegengestelde richtingen, om dan te botsen.
Higgsboson-deeltje
Dé grootse ontdekking tot nu toe van de meest complexe machine die de mens ooit heeft gebouwd is die van het Higgsboson-deeltje dat alle andere deeltjes zijn massa geeft en dat het Standaardmodel omtrent het wezen van de materie doet kloppen. Sommige aspecten van dit model zijn evenwel nog niet uitgeklaard, zoals de vraag waarom de natuur materie boven antimaterie verkiest en waaruit donkere materie bestaat.
Het bestaan van Higgsboson is in 1956 voorspeld door de Schot Peter Higgs, en de Belgen François Englert en Robert Brout. In 2013 bevestigde het CERN dat het deeltje wel degelijk bestond.
© ap.
© getty.
(HLN)
Dat we binnenkort meer uitsluitsel kunnen verwachten, zie b.v.quote:
Is er al wat meer bekend over dat nieuwe deeltje, die nog grotere ontdekking dan de Higgs ?
http://physicsworld.com/c(...)he-lhcs-750-gev-bump
Maar tot nu toe is het nog geen ontdekking en daardoor is het moeilijk te vergelijken met Higgs. Een ontdekking in de deeltjesfysica betekent een 5-sigma resultaat (https://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_%28observation%29); zie ook
http://blogs.scientificam(...)ive-sigmawhats-that/
Het difoton-fenomeen is tot nu toe een luttele 3,6 sigma, als ik de berichtgeving goed begrijp. En dat kan nog net zo goed een statistische fluctuatie zijn:quote:In short, five-sigma corresponds to a p-value, or probability, of 3x10-7, or about 1 in 3.5 million. This is not the probability that the Higgs boson does or doesn't exist; rather, it is the probability that if the particle does not exist, the data that CERN scientists collected in Geneva, Switzerland, would be at least as extreme as what they observed. "The reason that it's so annoying is that people want to hear declarative statements, like 'The probability that there's a Higgs is 99.9 percent,' but the real statement has an 'if' in there. There's a conditional.
(http://physicsbuzz.physic(...)igma-discovery.html)quote:Previously, scientists may have placed more weight in 3-sigma results, but many promising 3-sigma results have turned out to be nothing more than statistical fluctuations. When more data was eventually collected, many 3-sigma results have disappeared into the background.
https://www.physicsforums(...)icle-to-guts.870248/
Weirde shit.
quote:LHCb unveils new particles
On 28 June, the LHCb collaboration reported the observation of three new "exotic" particles and the confirmation of the existence of a fourth one in data from the Large Hadron Collider (LHC). These particles seem to be formed by four quarks (the fundamental constituent of the matter inside all the atoms of the universe): two quarks and two antiquarks (that is, a tetraquark). Due to their non-standard quark content, the newly observed particles have been included in the broad category of so-called exotic particles, although their exact theoretical interpretation is still under study.
[...]
CERN ontdekt familie vreemde zware deeltjes
© ap.
Wetenschap Onderzoekers op deeltjeslab CERN hebben een onbekende familie van exotische deeltjes gevonden. Die bestaan niet zoals gewone materie uit twee of drie zogeheten quarks, maar uit vier van zulke bouwsteentjes. Bovendien zijn dat niet de quarks die bijvoorbeeld protonen of neutronen in de atoomkern maken, maar minder gangbare en veel zwaardere quarksoorten.
Een de tetraquarks was al eerder gespot, maar nu zijn er dus nog drie ongekende varianten opgedoken
De gevonden deeltjes zijn uiterst instabiel en kunnen in de alledaagse materie geen rol spelen. Over exotische materie met vreemde quarks wordt geregeld gespeculeerd, onder meer dat die bijzondere eigenschappen zou kunnen hebben.
De nieuwe zogeheten tetraquarks zijn gevonden met de LHCb-detector, die de brokstukken bekijkt van botsende protonen in de grote LHC-versneller. Die draait sinds een klein jaar met de hoogste energie die ooit in een versneller is gemaakt. De hoop is om zo nieuwe deeltjes te vinden die op ongekende natuurkundige principes wijzen. Eerder bewees de LHC al het bestaan van het befaamde Higgs-deeltje, dat andere deeltjes massa geeft.
In de nieuwe LHCb-data doken vier tetraquarks op die bestaan uit verschillende combinaties van charm- en anti-charm quarks en strange en anti-strange quarks. Een de tetraquarks was al eerder gespot, maar nu zijn er dus nog drie ongekende varianten opgedoken. De LHCb-groep heeft ook hun massa kunnen bepalen: allemaal ongeveer viermaal de massa van een proton, maar onderling duidelijk verschillend.
Zes quarks
Dat materiedeeltjes als protonen en neutronen inwendig uit combinaties van quarks bestaat, werd voor het eerst in 1968 geopperd door theoretici. Sindsdien is het bestaan van zes quarks aangetoond. Gewone materiedeeltjes bestaan uit drietallen up en down quarks, in exotischer deeltjes komen ook andere types voor. Daarnaast zijn er ook gangbare deeltjes die uit combinaties van een quark en een anti-quark bestaan.
De theorie voorspelde destijds ook dat er viertallen en zelfs vijftallen van quarks zouden kunnen bestaan. Vorig jaar ontdekten onderzoekers van het CERN ook al de eerste vijfvoudige pentaquark.
(HLN)
Fysici in rouw: veelbelovend deeltje bij Cern verdwijnt in nieuwe metingen
Het potentieel paradigmaverschuivende nieuwe deeltje bij Cern, dat leek op te doemen in oude meetgegevens van megadeeltjesversneller LHC, is verdwenen als statistische sneeuw voor de zon. In nieuwe meetgegevens, die gisteren openbaar werden gemaakt, blijken de aanwijzingen voor het bestaan van het deeltje bijna geheel verdwenen.
Het 750 GeV-deeltje is niet meer. Onderzoekers van het CMS-experiment, hier op de foto, brachten het nieuws als eerste naar buiten.
Acht maanden lang wachtten fysici op bevestiging van het bestaan van een deeltje dat ons gehele beeld van de natuurkunde kon doen kantelen. Nu blijkt dat de aanwijzingen voor dat deeltje vermoedelijk niets meer waren dan statistische ruis.
Hobbeltje
In december 2015 kondigden de ATLAS- en CMS-experimenten van deeltjesfysica-instituut Cern aan dat ze beiden een verrassend hobbeltje in hun gegevens hadden ontdekt. Dat hobbeltje bevond zich rond 750 gigaelektronvolt (GeV) – een maat voor de energie, en dus massa die deeltjesfysici gebruiken. Bij die energie zat er een piek in de hoeveelheid fotonenparen die in deeltjesversneller de Large Hadron Collider werden geproduceerd. Die piek was veel hoger dan het standaardmodel van de deeltjesfysica voorspelde, het model dat alle deeltjes en hun onderlinge interacties in één wiskundige beschrijving vangt.
Een week na de aankondigen hadden theoretici al meer dan honderd mogelijke verklaringen bedacht. Vandaag de dag zijn dat er ruim vijfhonderd. Vrijwel alle artikelen die daarover geschreven zijn, verklaren het bestaan van zo’n deeltje met een massa van 750 GeV of hoger, die vervolgens vervalt in fotonen. Omdat dit deeltje niet paste in het standaardmodel, zou een heroverweging van de manier waarop deeltjes en hun onderlinge interacties werken nodig zijn geweest.
Toeval
Helaas blijkt nu dat het 750 GeV-deeltje zeer vermoedelijk toch niet bestaat. Natuurkundigen stonden op het punt dat bekend te maken op de International Conference on High Engergy Physics, een toonaangevend deeltjesfysicacongres, toen een per ongeluk door het CMS-team online gepubliceerd artikel de kat al uit de zak liet. Het CMS-experiment heeft in de meest recente gegevens van de LHC geen extra fotonen bij 750 GeV meer waargenomen. Dat suggereert dat de eerdere hints niets meer waren dan statistische toeval.
‘Wanneer je meer data verzamelt, is het een komen en gaan van dit soort overschotten’, zegt CMS-onderzoeker Nadja Strobbe, werkzaam bij het Amerikaanse deeltjefysica-instituut Fermilab. Onderzoekers van ATLAS maken later vandaag hun resultaten bekend, maar het gerucht gaat dat ook zij zullen aankondigen dat de hobbel bij 750 GeV is verdwenen.
Het verlies van dit vooronderstelde deeltje betekent dat theoretici nu geen houvast meer hebben in hun jacht naar fysica die voorbij gaat aan het standaardmodel. Ze moeten nu simpelweg wachten op de volgende hobbel die in de LHC opduikt. Fysici weten immers dat het standaardmodel onmogelijk het hele verhaal kan zijn omdat het geen verklaring bevat voor het bestaan van donkere materie en donkere energie, samen verantwoordelijk voor 95 procent van de energie-inhoud van het universum.
‘We zijn nog maar net met de jacht begonnen’, zegt CMS-woordvoerder Tiziano Camporesi. ‘We zouden het voor het eind van dit jaar kunnen oplossen, of in de volgende twee á drie jaar, maar het kan ook altijd langer duren.’
Spannendste hobbel
De ontdekking van het higgsdeeltje in 2012 werd breed gevierd, maar heeft de deeltjesfysica niet verder vooruit gestuwd. De eigenschappen van het deeltje waren immers exact zoals voorspeld. ‘Het is precies wat we besteld hadden in het standaardmodel. Het voelt daarom als iets dat mijn ouders of grootouders hebben opgeschreven. Tot zover blijkt de natuur dat exact te volgen. Dat is aan de ene kant geweldig, maar aan de andere kant ook erg frustrerend’, zegt de voormalige ATLAS-onderzoeker Adam Gibson van de Valparaiso University in de Amerikaanse staat Indiana. ‘Afgezien van higgs, was dit de spannendste hobbel die we in de LHC hebben gevonden. Maar veel van ons dachten al dat er een gerede kans bestond dat het niets meer was dan een statistische fluctuatie.’
Hoewel de opwinding over de 750 GeV-hobbel nu officieel achter ons ligt, gaan deeltjesfysici desondanks moeder door. Ze kammen alle gegevens door op zoek naar hobbels die naar verrassingen kunnen leiden. ‘Het volgende dat op het programma staat is doorgaan met ons werk – en dat doen we zo goed als we dat kunnen doen’. zegt Camporesi. ‘Als de fysica buiten het standaardmodel bestaat, dan gaan we het vinden.’ Met andere woorden: het resultaat was welliswaar negatief, maar het overheersende gevoel bij ICHEP is dat het slechts een kwestie van tijd is totdat deeltjesfysici de volgende grote ontdekking doen.
(newscientist.nl)
Maar daar zijn toch ook andere verklaringen voor mogelijk dan dark energy en dark matter?quote:Fysici weten immers dat het standaardmodel onmogelijk het hele verhaal kan zijn omdat het geen verklaring bevat voor het bestaan van donkere materie en donkere energie, samen verantwoordelijk voor 95 procent van de energie-inhoud van het universum.
Signalen van nieuw boson gevonden in data die Higgsboson opleverden
Archiefbeeld uit de Large Hadron Collider (LHC) van het CERN. © afp.
Wetenschap In de data die in 2012 het bestaan van het Higgsboson hebben bevestigd, zijn signalen van een nieuw elementair deeltje gevonden, zo hebben meerdere gespecialiseerde websites bericht. Het ding kreeg de voorlopige naam Madala.
Het signaal kwam voor het eerst naar boven tijdens experimenten in de gigantische deeltjesversnelker LHC bij het Centrum voor Nucleair Onderzoek (CERN) in Genève. Zij bevestigden het bestaan van het door de Schot Peter Higgs, en de Belgen François Englert en Robert Brout, een halve eeuw daarvoor voorspelde Higgsboson dat het sluitstuk vormt van het standaardmodel omtrent het wezen van de materie. Het geeft alle andere deeltjes hun massa.
In 2015 en 2016 zagen wetenschappers van de Universiteit van Witwatersrand (Zuid-Afrika) opnieuw het signaal van dat mogelijk nieuw deeltje. Eenmaal er bevestiging komt van zijn bestaan, kan dit veel bijdragen tot de kennis over de plaats van de mysterieuze donkere materie in het heelal.
Niettegenstaande het Higgsboson het standaardmodel deed kloppen, kan het nieuwe deeltje het bestaan of gedrag van die donkere materie immers niet verklaren. Het zwaardere Madala lijkt volgens de wetenschappers immers met donkere materie in interactie te zijn, in tegenstelling tot het Higgsboson dat enkel in interactie is met de gekende materie die slechts vier procent uitmaakt van de massa en de energie in de kosmos.
Het Higgsboson heeft een massa van ongeveer 126 GeV (gigaelektronvolt), het hypothetische Madala zou zich rond 270 GeV situeren.
Overigens leverden de experimenten in 2015 en 2016 aanwijzingen op voor een nog zwaarder boson.
(HLN)
Ja, maar de deeltjesfysica geeft voor donkere materie wel een natuurlijke kandidaat, bijvoorbeeld in de vorm van neutralino's in supersymmetrie. SUSY geeft ook een mogelijke verklaring voor het hiërarchieprobleem en finetuning, en dus ook voor de "lage" vacuümenergie (de kosmologische constante, oftewel "donkere energie") die we meten in vergelijking met de enorme luseffecten die je in het standaardmodel ziet opduiken.quote:
Geen deeltje dus.....
[..]
Maar daar zijn toch ook andere verklaringen voor mogelijk dan dark energy en dark matter?
Maar misschien moet de verklaring wel heel ergens anders worden gevonden. Donkere energie kan bijvoorbeeld volgens Verlinde met een entropische notie van zwaartekracht worden "verklaard".
Ik ken de concepten een beetje maar vooral de wiskundige kant is bij mij nog zo onderontwikkeld. Heb zelfs enorme moeite met hilbertruimtes en dergelijke. Dus heb geduld met mequote:
Ja, maar de deeltjesfysica geeft voor donkere materie wel een natuurlijke kandidaat, bijvoorbeeld in de vorm van neutralino's in supersymmetrie. SUSY geeft ook een mogelijke verklaring voor het hiërarchieprobleem en finetuning, en dus ook voor de "lage" vacuümenergie (de kosmologische constante, oftewel "donkere energie") die we meten in vergelijking met de enorme luseffecten die je in het standaardmodel ziet opduiken.
Maar misschien moet de verklaring wel heel ergens anders worden gevonden. Donkere energie kan bijvoorbeeld volgens Verlinde met een entropische notie van zwaartekracht worden "verklaard".
ben puur een toekijker.Maar goed, supersymmetrie zou dus wel oplossingen leveren alleen is supersymmetrie zelf nog niet aangetoond. Mocht dat idee dus wegvallen zoals bij was gebeurd met de higgs dan hebben we andere verklaringen nodig?
Ja,natuurlijkergewijs verwacht je nieuwe fenomenen rond de TeV schaal.quote:
En die zouden dan allemaal in de hogere energie regionen zitten?
Nee, bij lange na niet. Volgens mij worden er in kosmische straling deeltjes gevonden met energieën die -tig keer (denk aan miljarden, triljoenen oid) hoger zijn.quote:
Is het niet zo dat er met de LHC en toekomstige opvolgers, nieuwe deeltjes gaan gevonden worden tot men het niveau van het meest energieke dat kan gebeuren in het universum haalt? Komt de energie die nu in de LHC voor botsingen word gebruikt al in de buurt van echte kosmische gebeurtenissen?
CERN heeft voor de deeltjesbotser Large Hadron Collider een robotsysteem gebouwd waarmee inspecties aan de systemen zijn uit te voeren. Een soort lightrailsysteem met allerlei apparatuur aan boord doet onderzoeken in de 27 kilometer lange buis.
Het robotsysteem draagt de naam TIM, dat staat voor Train Inspection Monorail. TIM hangt aan het plafond en rijdt als een soort treintje door de buis van de LHC heen, met een maximale snelheid van 6 kilometer per uur. Volgens CERN kan TIM onder andere visuele inspecties aan de buis uitvoeren, maar kan het ook het zuurstofniveau, beschikbare bandbreedte en de temperatuur meten. Tevens is het mogelijk om als een soort treintje meerdere wagonnetjes mee te nemen door de buis. In een video wordt getoond hoe de robottrein zijn werk doet.
CERN heeft inmiddels twee TIM-units tot haar beschikking voor het uitvoeren van inspecties. Het voordeel van het robotsysteem is dat er in real-time inspecties uitgevoerd kunnen worden in de tunnelbuis waar de LHC deeltjes versnelt. Dat zorgt ervoor dat er minder handmatige inspecties uitgevoerd hoeven worden, ook omdat TIM afbeeldingen en infraroodmetingen door kan sturen.
Ga zo door CERN!
Wetenschappers van CERN doen belangwekkende oerknalontdekking
Antimaterie:Een zoektocht van 20 jaar naar een methode om antimaterie te analyseren is voorbij. Daarmee hebben wetenschappers een grote stap gezet op weg naar een volledig begrip van de oerknal en het ontstaan van het heelal.
Een team wetenschappers van CERN is er voor het eerst ooit in geslaagd om antimaterie door te lichten en zo een concrete, spectroscopische meting uit te voeren van niets minder dan het fundament van het heelal.
Antimaterie is volgens de natuurkunde een voorwaarde voor de oerknal, want zonder antimaterie kan een oneindig heelal vol materie niet uit het niets zijn ontstaan.
Zonder antimaterie zouden we niet bestaan
De oerknaltheorie is tot dusver onmogelijk te bewijzen.
Als alle materie in het heelal uit het niets ontstaan is, moet er precies evenveel antimaterie bestaan. In principe moet er een anti-atoom zijn voor elk atoom in het hele heelal.
Tot nu toe had alleen niemand enig idee waar al deze antimaterie zich bevindt, maar als de elementaire theorieën over het heelal steek houden, moét het wel bestaan, en de eigenschappen van de anti-atomen moeten tegengesteld zijn aan die van de bekende atomen.
Revolutionaire analyse stelt niet teleur
En hier komen de zojuist gepubliceerde resultaten van een spectroscopische analyse van anti-waterstof door het ALPHA-project van CERN om het hoekje kijken.
Antiwaterstof is de antimaterie van het eenvoudigste atoom, waterstof, en waar waterstof uit één elektron en één proton bestaat, bestaat antiwaterstof uit één positron en één antiproton.
Uit de resultaten, die beschreven zijn in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Nature, blijkt dat antiwaterstof zich precies zo lijkt te gedragen als waterstof. Die conclusie steunt de bestaande natuurkundemodellen.
Het hoogtepunt van 20 jaar onderzoek
Wetenschappers kennen antiwaterstof al sinds 1990, maar tot nu toe was het grote probleem van het onderzoek naar antimaterie dat materie en antimaterie onder geen beding samen kunnen bestaan.
Als ze bij elkaar komen, heffen ze elkaar meteen op en worden ze beide omgezet in pure energie.
Daarom was het analyseren en observeren van antimaterie al 20 jaar een belangrijk, maar naar het leek onhaalbaar doel van natuurkundigen.
'Dit betekent dat we ons nu kunnen richten op het uitwerken van concrete methoden om antimaterie nauwkeurig te kunnen meten. Dit is een mijlpaal, het is het voorlopige hoogtepunt van 20 jaar keihard werk binnen dit vakgebied,' aldus professor Jeffrey Hangst van de Deense universiteit van Aarhus, die de ALPHA-groep van CERN leidt
(wibnet.nl)
Zou dit niet moeten zijn alleen in een ongelijke verhouding (of eigenschappen) tussen antimaterie en materie kan materie in het heelal aanwezig zijn? Anders zou alle antimaterie en materie toch tegen elkaar wegvallen?quote:Antimaterie is volgens de natuurkunde een voorwaarde voor de oerknal, want zonder antimaterie kan een oneindig heelal vol materie niet uit het niets zijn ontstaan.
Ik heb dat nooit zo gesnapt. Beredenerend vanuit de wet van behoud van energie: als er energie vrij komt bij het opheffen van materie door antimaterie, wanneer is die energie er dan in gekomen?quote:Als ze bij elkaar komen, heffen ze elkaar meteen op en worden ze beide omgezet in pure energie.
Er wordt gezegd dat de oerknal niets anders was dan dat er een niets was dat uit evenwicht is geraakt, en dus opgedeeld werd in een iets en een anti-iets. Maar blijkbaar was er energie aan toegevoerd, is die energie opgeslagen in de deeltjes en anti-deeltjes, en komt die energie weer vrij bij het opheffen van die deeltjes en anti-deeltjes.
Ik bedoel: als we het moment vlak voor de oerknal as nulpunt nemen, waarbij all materie en anti-materie zich in één punt zonder massa, omvang, en zelfs zonder energie bevond, dan is het raar dat er energie vrijkomt wanneer materie en anti-materie elkaar opheffen.
Ik zou juist verwachten dat het energie wegneemt uit het universum.
Zou het kunnen zijn dat energie eigenlijk gepolariseerd is, en dat wij de ene polarisatie van energie niet kunnen onderscheiden van de andere polarisatie van energie omdat we niet weten hoe we de polarisatie moeten meten?
Ik vind dit eigenlijk een interessante gedachte.
Stel dat energie een polarisatie heeft, en dat wij die polarisatie leren te beheersen. Geen idee waar dat naar toe zal gaan, maar het zal een heleboel nieuwe deuren openen.
Nee, ik denk het niet. Want ze moeten blijkbaar in elkaars buurt zijn om elkaar op te heffen.quote:
[..]
Zou dit niet moeten zijn alleen in een ongelijke verhouding (of eigenschappen) tussen antimaterie en materie kan materie in het heelal aanwezig zijn? Anders zou alle antimaterie en materie toch tegen elkaar wegvallen?
En ik zou het interessant vinden om te weten hoe dicht materie en anti-materie elkaar kunnen naderen voordat ze elkaar opheffen.
Is er een soort magneetwerking/gravitatiewerking? Dwz. dat er een onderlinge aantrekkingskracht is die kwadratisch met de afstand afneemt?
Misschien moeten ze wel heel precies op elkaar 'afgeschoten' worden voordat ze elkaar opheffen.
Een aanrader mocht een keer tijd hebben om te kijken.quote:
[..]
Ik heb dat nooit zo gesnapt. Beredenerend vanuit de wet van behoud van energie: als er energie vrij komt bij het opheffen van materie door antimaterie, wanneer is die energie er dan in gekomen?
Er wordt gezegd dat de oerknal niets anders was dan dat er een niets was dat uit evenwicht is geraakt, en dus opgedeeld werd in een iets en een anti-iets. Maar blijkbaar was er energie aan toegevoerd, is die energie opgeslagen in de deeltjes en anti-deeltjes, en komt die energie weer vrij bij het opheffen van die deeltjes en anti-deeltjes.
Ik bedoel: als we het moment vlak voor de oerknal as nulpunt nemen, waarbij all materie en anti-materie zich in één punt zonder massa, omvang, en zelfs zonder energie bevond, dan is het raar dat er energie vrijkomt wanneer materie en anti-materie elkaar opheffen.
Ik zou juist verwachten dat het energie wegneemt uit het universum.
Zou het kunnen zijn dat energie eigenlijk gepolariseerd is, en dat wij de ene polarisatie van energie niet kunnen onderscheiden van de andere polarisatie van energie omdat we niet weten hoe we de polarisatie moeten meten?
Ik vind dit eigenlijk een interessante gedachte.
Stel dat energie een polarisatie heeft, en dat wij die polarisatie leren te beheersen. Geen idee waar dat naar toe zal gaan, maar het zal een heleboel nieuwe deuren openen.
Dat stukje is nogal vaag. De vraag is wat voor asymmetrie de voorkeur heeft gegeven aan materie ipv antimaterie kort na de oerknal.quote:
[..]
Zou dit niet moeten zijn alleen in een ongelijke verhouding (of eigenschappen) tussen antimaterie en materie kan materie in het heelal aanwezig zijn? Anders zou alle antimaterie en materie toch tegen elkaar wegvallen?
Relativistisch gezien is massa een vorm van energie, en heb je niet meer afzonderlijke behoudswetten voor energie en massa zoals in de Newtonse natuurkunde.quote:
[..]
Ik heb dat nooit zo gesnapt. Beredenerend vanuit de wet van behoud van energie: als er energie vrij komt bij het opheffen van materie door antimaterie, wanneer is die energie er dan in gekomen?
Er wordt gezegd dat de oerknal niets anders was dan dat er een niets was dat uit evenwicht is geraakt, en dus opgedeeld werd in een iets en een anti-iets. Maar blijkbaar was er energie aan toegevoerd, is die energie opgeslagen in de deeltjes en anti-deeltjes, en komt die energie weer vrij bij het opheffen van die deeltjes en anti-deeltjes.
Ik bedoel: als we het moment vlak voor de oerknal as nulpunt nemen, waarbij all materie en anti-materie zich in één punt zonder massa, omvang, en zelfs zonder energie bevond, dan is het raar dat er energie vrijkomt wanneer materie en anti-materie elkaar opheffen.
Ik zou juist verwachten dat het energie wegneemt uit het universum.
Zou het kunnen zijn dat energie eigenlijk gepolariseerd is, en dat wij de ene polarisatie van energie niet kunnen onderscheiden van de andere polarisatie van energie omdat we niet weten hoe we de polarisatie moeten meten?
Ik vind dit eigenlijk een interessante gedachte.
Stel dat energie een polarisatie heeft, en dat wij die polarisatie leren te beheersen. Geen idee waar dat naar toe zal gaan, maar het zal een heleboel nieuwe deuren openen.
LHC ziet hoe materie en antimaterie zich misdragen bij vervallend deeltje
Voor het eerst hebben fysici een glimp opgevangen van gedragsverschillen tussen materie en antimaterie. Als hun bevinding bevestigd wordt, verklaart dat waarom in het universum veel meer materie voorkomt dan antimaterie.
Een botsing in het LHCb experiment, waarbij diverse deeltjes ontstaan. Beeld: CERN/LHCb
Fysici denken dat bij de oerknal evenveel materie als antimaterie ontstond. Maar deze tegengestelde deeltjes annihileren tot een plof energie als ze elkaar tegenkomen. Ze zouden elkaar dus al lang geleden vernietigd hebben.Dat zien we echter niet. Vandaag de dag komt in het universum vooral materie voor, iets dat onherroepelijk betekent dat sommige natuurkundige mechanismen een voorkeur hebben voor materie ten opzichte van antimaterie. ‘We zien geen antimaterie in het heelal’, zegt Nicola Neri van het Istituto Nazionale di Fisica Nucleare in Milaan. ‘Dit is een van de grote raadsels die we willen oplossen.’
De veronderstelling dat materie zich helemaal hetzelfde gedraagt als antimaterie, staat in de fysica ook wel bekend als CP-symmetrie. Als die symmetrie niet altijd opgaat, verklaart dat waarom het heelal toch tjokvol materie zit. Eerdere experimenten toonden aan dat CP-symmetrie geschonden wordt door deeltjes genaamd mesonen, die bestaan uit een quark en een antiquark. Deze bevindingen leverden twee nobelprijzen op, een in 1980 en een in 2008.
Maar dat was niet genoeg. ‘De bronnen die we tot nu toe gevonden hebben, schenden de CP-symmetrie niet voldoende om de enorme onbalans in het heelal te verklaren’, zegt Neri.
Het LHCb experiment bij CERN. Beeld: Maximilien Brice/CERN.
.
Nu ook bij baryonen
Nu heeft Neri samen met zijn collega’s van het LHCb-experiment aan Cern gekeken naar baryonen, een deeltjessoort waaronder ook neutronen en protonen vallen. Bij hun onderzoek keken de fysici naar verschillen in het verval van een bepaald type zware baryonen en hun antimateriële tegenhangers. En ze hadden geluk. De deeltjes vervielen op een manier die CP-symmetrie lijkt te schenden. ‘Het bijzondere aan deze metingen is dat de CP-schending voor het eerst bij baryonen gezien is’, zegt deeltjesfysicus Marcel Merk. Merk is verbonden aan het onderzoeksinstituut Nikhef in Amsterdam, en betrokken bij het LHCb-experiment. ‘Alle CP-schending die we tot nu toe hadden gezien, was bij mesonen.’
‘We hadden niet verwacht dat we zo’n grote signaalopbrengst konden hebben’, zegt Neri, die het resultaat van hem en zijn collega’s opschreef in het vakblad Nature Physics. ‘Dat was een leuke verrassing.’
Weinig kans
Het verval dat CP-symmetrie leek te schenden had in het experiment een statistische significantie van 3,3 sigma. Dat betekent dat hetzelfde signaal slechts eens in de duizend keer door toeval zal ontstaan. Deeltjesfysici noemen een meting echter pas een ontdekking als de kans om het signaal toevallig te maken kleiner is dan een op een miljoen (5 sigma). Het huidige resultaat is daarom slechts een aanwijzing dat er iets vreemds aan de hand is.
Sinds de LHC op een hoger vermogen draait is deze nog meer data aan het verzamelen. ‘Het zal nog zeker een jaar duren voordat er genoeg data is om verder te gaan met het bestuderen van CP-schending deze deeltjes’, zegt Merk. ‘Pas dan weten we zeker of we kunnen spreken van een ontdekking of dat er toch geen CP-schending plaatsvindt bij deze deeltjes.’
‘Het is een belangrijke meting’, zegt David MacFarlane van het SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, die deel uitmaakte van de onderzoeksgroep die de CP-schending in mesonen mat. ‘Op hoe meer plekken we CP-schending zien, hoe meer kans we hebben om te begrijpen of het standaardmodel correct is of dat andere oorzaken een rol spelen.’
(newscientist.nl)
Wij als drie dimensionale wezens kunnen ook maar drie dimensies waarnemen, maar hoe zou de wereld er uit zien als we gingen waarnemen in dimensies 1, 2 en 4 of voor mijn part in de dimensies 2, 3 en 4 ?
Zien we dan ook een andere kant van de zwaartekracht met andere eigenschappen?
goede vraagquote:
Interessant punt in het verhaal van James Beacham is dat de gravitatie zo zwak is omdat deze in meer dan drie dimensies werkzaam zou kunnen zijn.
Wij als drie dimensionale wezens kunnen ook maar drie dimensies waarnemen, maar hoe zou de wereld er uit zien als we gingen waarnemen in dimensies 1, 2 en 4 of voor mijn part in de dimensies 2, 3 en 4 ?
Zien we dan ook een andere kant van de zwaartekracht met andere eigenschappen?
Deeltjesversneller in Genève ondergaat harttransplantatie
© afp.
Wetenschappers en ingenieurs zijn vandaag begonnen het hart te vervangen van de gigantische deeltjesversneller die België een Nobelprijs heeft opgeleverd, zo heeft het Centrum voor Nucleair Onderzoek (CERN) zelf bekendgemaakt.
De deeltjesversneller LHC ("Large Hadron Collider") is 27 km lang en bevindt zich ter hoogte van Genève honderd meter onder de grond. Eén van de belangrijkste detectoren is de CMS en het hart daarvan is de zogenaamde pixel detector. Die wordt nu omgewisseld en die operatie geldt - net zoals de hele machine - als bijzonder complex.
De "harttransplantatie" maak de weg vrij voor een nieuwe "run" van de LHC. Die moet eigenschappen van het Standaard Model preciseren, met inbegrip van de eigenschappen van het Higgsboson dat in 2012 met de LHC is ontdekt. Het bestaan van het elementaire deeltje, dat het Standaard Model omtrent het wezen van de materie doet kloppen, was vijftig jaar daarvoor gepostuleerd door de Schot Peter Higgs en de Belgen François Englert en Robert Brout. De vondst leverde de eerste twee de Nobelprijs voor Fysica op. (Brout overleed daarvoor).
(HLN)
CERN zet hele natuurkunde op zijn kop
Hoe zit ons universum in elkaar? Om die vraag te beantwoorden, heeft de mensheid natuurkunde bedacht; regels die bijvoorbeeld verklaren waarom atomen aan elkaar blijven plakken om de aarde te vormen. Maar al sinds het begin van deze wetenschap bestaat het vermoeden dat we niet alles weten, dat er krachten aan het werk zijn die we niet goed kunnen waarnemen. Nu is een van die krachten voor het eerst geobserveerd.
Dat gebeurde bij CERN, het onderzoeksinstituut in Zwitserland waar een enorme deeltjesversneller is gebouwd. Eerder werd daar het bestaan van een andere mysterieuze natuurkracht aangetoond, het Higgs Boson. Wat nu is gevonden, is minstens zo spectaculair.
Bij CERN worden subatomaire deeltjes met enorme kracht tegen elkaar aan geslingerd. Daarbij komen ongekende krachten vrij, die de natuurkundigen meten. Het is de enige plek waar we zo’n kracht onder gecontroleerde omstandigheden kunnen meemaken. Bij een recent experiment hebben de onderzoekers in Zwitserland specifiek gekeken naar wat er gebeurt als mesonen botsen, subatomaire deeltjes.
Als dat gebeurt, vallen mesonen uit elkaar in twee andere soorten deeltjes: muonen en elektronen. Je zou verwachten dat van beide nieuwe deeltjes evenveel worden geproduceerd, maar tijdens de experimenten zagen de medewerkers van CERN dat er een derde meer elektronen ontstond. En dat is groot nieuws, aangezien er dus een kracht aan het werk is die er voor zorgt dat de verdeling niet 50-50 is. Een kracht die wij nog niet kennen.
Dat zet de hele natuurkunde op zijn kop, aangezien iedere kracht weer effect heeft op andere krachten in het universum. Wellicht helpt deze nieuwe vinding om zaken te verklaren die tot nu toe niet in het standaard model van de natuurkunde pasten, zoals kwantumeffecten, zwaartekracht of donkere materie. Maar voor het zover is, moeten nieuwe metingen worden gedaan.
CERN is namelijk ‘slechts’ 99 procent zeker van wat ze hebben waargenomen. Dat lijkt veel, maar het instituut zelf heeft 99,8 procent als norm. Dus zullen de deeltjes binnenkort weer op elkaar knallen in de hoop hetzelfde effect nog een paar keer waar te nemen.
(faqt.nl)
Deeltjesversneller CERN draait weer op volle toeren
© epa.
Na een aanloopfase van meedere weken die zelf een einde had gemaakt aan een maandenlange pauze om op te waarderen, draait de gigantische deeltjesversneller (LHC) van het Europees Centrum voor Nucleair Onderzoek weer op volle toeren. Dat heeft het CERN in Genève bekendgemaakt, eraan toevoegend dat de eerste data van de nieuwe "run" zijn verworven.
Natuurwetenschappers zijn met de LHC op zoek naar eén van de grootste raadsels uit de fysica: zij willen donkere materie produceren. Daaruit bestaat het leeuwendeel van het universum.
Om dit uit te vlooien worden in de meest complexe machine die de mens ooit heeft gebouwd miljarden protonen met elkaar aan bijna lichtsnelheid in botsing gebracht. Binnen enkele weken zullen er meer dan een miljard botsingen per seconde zijn, maakt het CERN zich sterk.
Of er inderdaad donkere materie ontstaat zullen de wetenschappers pas maanden later weten.
Twee experimenten met de LHC hebben de Belg François Englert in 2013 een Nobelprijs voor Fysica opgeleverd. Samen met zijn landgenoot Robert Brout en de Schot Peter Higgs had hij immers het bestaan van het elementaire deeltje Higgsboson voorspeld. Het Atlas- en CME-experiment bevestigde dit postulaat dat meteen het sluitstuk is van het Standaardmodel omtrent het wezen van de materie.
Dankzij de nieuwe "run" van de deeltjesversneller hopen wetenschappers nu meer te leren over de kenmerken van dit 'Godsdeeltje'.
De vorsers reikhalzen er ook naar nieuwe deeltje te vinden, zoals deze die door de theorie van de supersymmetrie worden voorspeld. Die kunnen trouwens deel uitmaken van de mysterieuze donkere materie. Een ander experiment wil uitmaken waarom antimaterie nagenoeg afwezig is in het universum, in tegenstelling tot materie.
Vorig jaar zijn er in de machine, die haar gelijke in de wereld niet heeft, 6,5 miljoen miljard botsingen geproduceerd.
De deeltjesversneller bevindt zich in een 27 km lange cirkelvormige tunnel, meer dan vijftig meter onder de grond. Hij werd op 10 september 2008 in gebruik genomen.
(HLN)
Zoektocht naar 'het broertje' van Higgs' levert niks op
Het lijkt erop dat het inflaton – in theorie verantwoordelijk voor de supersnelle uitdijing van het heelal – niet bestaat.
Wanneer we vandaag de dag naar de kosmische achtergrondstraling kijken, komen we voor een raadsel te staan. De kosmische achtergrondstraling – in feite niets anders dan de warmtestraling die kort na de oerknal is uitgezonden – heeft op dit moment een temperatuur van zo’n 2,7 Kelvin en vult het hele universum op een uniforme manier. En dat is gek, zo legt onderzoeker Marcin Chrzaszcz uit. “Wanneer we naar het heelal kijken, dan zijn de fragmenten die zichtbaar zijn in de ene richting zo ver verwijderd van de fragmenten in de andere richting dat licht nog niet voldoende tijd heeft gehad om van het ene fragment naar het andere te reizen. Dus niets wat in één van deze gebieden gebeurd is, kan het andere gebied beïnvloed hebben. Maar waar we ook kijken is de temperatuur van de kosmos vrijwel identiek. Hoe kan het universum zo uniform zijn?”
Uitdijing
Om dat te kunnen verklaren, bedachten onderzoekers een theorie. Deze theorie stelt dat het universum in beginsel heel langzaam uitdijde, waardoor alle delen die we vandaag de dag zien de tijd hadden om de interactie met elkaar aan te gaan en dezelfde temperatuur te verkrijgen. Maar op een gegeven moment vond er in korte tijd een versnelde uitdijing van het heelal plaats. Achter die uitdijing zou een energieveld zitten dat onderzoekers het inflatonveld noemen. Zo’n veld heeft een ‘drager’ en dat is een deeltje dat onderzoekers inflaton noemen. “Lange tijd leek het beroemde Higgs-deeltje een goede kandidaat te zijn voor de inflaton,” vertelt Chrzaszcz. “Maar toen het in 2012 voor het eerst geobserveerd werd in de Europese deeltjesversneller LHC bleek het deeltje te zwaar te zijn.”
Bestaat niet
En dus werd de zoektocht naar het hypothetische inflaton – ook wel lichte inflaton genoemd, vanwege de beperkte massa die het deeltje zou moeten hebben – voortgezet. Maar zonder succes, zo kunnen onderzoekers nu melden. “We kunnen met grote zekerheid zeggen dat het lichte inflaton simpelweg niet bestaat.”
Large Hadron Collider
De onderzoekers baseren die conclusie op experimenten met de Large Hadron Collider. Met het oog op de massa van het inflaton zou je mogen verwachten dat het deeltje opduikt als andere deeltjes – B+mesonen genoemd – in verval raken. “Dus besloten we te kijken naar het verval van mesonen in de data die de LHC in 2011 en 2012 verzamelde,” legt onderzoeker Andrea Mauri uit. Als het lichte inflaton inderdaad zou bestaan, zou het soms op moeten duiken als B+mesonen vervallen en een K+meson en Higgs-deeltje ontstaat. Dat laatstgenoemde deeltje zou dan weer transformeren tot een inflaton. Maar onderzoekers konden in de data van LHC geen spoor van het lichte inflaton vinden. En dus concluderen ze dat het deeltje waarschijnlijk niet bestaan.
Hoe zit het dan? Het lijkt erop dat natuurkundigen moeten gaan overwegen dat het inflaton wellicht een grotere massa heeft dan gedacht of dat het mysterieuze deeltje verschillende varianten kent. Als in de toekomst echter ook die varianten van het deeltje niet gevonden kunnen worden, hebben we pas echt een probleem. Dan komt de versnelde uitdijing van het universum – een theorie die het uniforme karakter van de kosmische achtergrondstraling zo goed verklaart – namelijk werkelijk in het gedrang.
(scientias.nl)
Nieuw elementair deeltje ontdekt en XI_CC++ is de naam
Het gaat om een zwaar deeltje dat tot de familie van de "doubly charmed baryons" behoort en dat uit drie quarks bestaat. © ap.
UPDATE Natuurkundigen hebben bij het Centrum voor Nucleair Onderzoek in Genève een nieuw deeltje gevonden, zo heeft het CERN vandaag bekendgemaakt. Het gaat om een deeltje dat de welluidende naam XI_CC++ kreeg.
Net als het Higgsbosondeeltje dat vijf jaar geleden werd ontdekt, was het door het Standaard Model omtrent het wezen van de materie reeds voorspeld, maar experimenteel bewijs dat de theorie klopte was er nog niet.
Het ding is in de grootste deeltjesversneller ter wereld, de LHC, ontstaan bij de botsing van protonen, legde onderzoeksdirecteur Giovanni Passaleva aan het Duitse persbureau DPA uit.
Het is meer dan 300 keer gezien. Het deeltje heeft slechts 0,0000000000005 seconden bestaan en heeft zich daarbij over een 50 tot 100 miljoenste van een meter bewogen.
Dit volstond voor de wetenschappers, onder leiding van vorsers van de Universiteit van Glasgow, om het bestaan van het deeltje aan te tonen.
Bijna alle materie rondom ons bestaat uit baryonen, bestaande uit drie quarks en waarvan de meest bekende protonen en neutronen zijn. Er zijn zes types quarks. Theoretisch gezien kunnen vele potentieel mogelijke combinaties daarvan andere soorten baryonen vormen.
Het nieuw gevonden deeltje is zwaar en behoort tot de familie van de "doubly charmed baryons". Het bestaat aldus uit drie quarks. Voor het eerst is er daarbij een baryon met minstens twee zware charmquarks gezien, naast een upquark. Het deeltje heeft aldus een massa van 3621 MeV/c2, wat ongeveer 3,5 keer zwaarder is dan protonen en neutronen. Die eigenschap is juist aan die dubbele charm quark te danken.
Nog kenmerkend is dat het de dubbele positieve lading van een proton heeft.
In tegenstelling tot andere baryonen die als het ware dansen rond elkaar, wordt een doubly charmed baryon geacht te handelen als een planetair systeem, waarbij de twee zware quarks de rol spelen van twee zware sterren die rond elkaar wentelen en de lichtere quark rond dit binair systeem draait, aldus Guy Wilkinson, de vroegere woordvoerder van het experiment.
De vondst van het nieuwe deeltje opent perspectieven voor het ontdekken van nieuwe vertegenwoordigers van de familie van double charmed baryons, zegt het CERN nog.
(HLN)
Welk pad brengt CERN op nieuwe vondsten?
(foto: ScienceGuide)
23 augustus 2017 - “We hebben gewoon geen goede vragen meer” De relatief vroege ontdekking van het Higgs-boson stelt CERN voor een nieuwe kwestie: wat nu? De vraag of de toekomst van het instituut nog wel in versnellers ligt en zo ja, rechte of een ronde, houdt de natuurkundige gemeenschap flink bezig.
Zo’n drie jaar na het opstarten van de Large Hadron Collider (LHC) stuitten de onderzoekers van CERN al op het deeltje waarvoor de versneller gebouwd was. De deeltjesversneller van 27 kilometer omtrek onder de grens van Zwitserland en Frankrijk toonde onomstotelijk het bestaan van het illustere Higgs-boson aan. Een van de laatste voorspellingen van de deeltjesfysica, werd daarmee door twee onafhankelijke teams bevestigd.
Een zegen, omdat het experiment geslaagd was. Een vloek, omdat daarmee ook gelijk het belangrijkste experiment van de vele proeven die voor de LHC gepland stonden was gelukt. Hiermee is de toekomst van onderzoeksinstituut CERN voortijds onderwerp van discussie geworden.
Want wat nu?
Die vraag zal CERN en daarmee een groot deel van de natuurkundige gemeenschap de aankomende jaren flink bezig houden. Want ligt de toekomst van de natuurkunde nog wel in de zoektocht naar elementaire deeltjes? En zo ja, wat is daarvoor dan de beste aanpak?
Geen grote vragen meer
In de aanloop naar 2020, het jaar dat in de agenda staat om deze grote beslissing te nemen, zullen de vele betrokkenen bij CERN hun stellingen moeten gaan betrekken. Het uiteindelijke doel: de vele investeerders in CERN, waaronder de 22 lidstaten en de ‘associates’, overtuigen van wat de volgende stap moet zijn. Eén ding is duidelijk op te maken uit de berichtgeving van de laatste tijd en dat is dat iedereen voorsorteert op een nieuwe of verbeterde versneller, maar waarvoor eigenlijk?
In gesprek met Lyn Evans, oud-directeur van de LHC, werpt hij direct het meest prikkelende probleem op voor het gehele beslissingsproces: “We hebben gewoon geen goede vragen meer.” Volgens Evans staat de deeltjesfysica momenteel met lege handen als het aankomt op het beargumenteren van een volgende grote investering. “Bij de bouw van de LHC wisten we allemaal wat we wilden vinden: het Higgs-boson, dat was ons doel. Nu dat is gevonden zijn de vragen op.”
Lees meer over het reilen en zeilen van CERN in een eerder interview met Lyn Evans.
En dat is een fikse breuk met de traditie van CERN. Al zo’n zestig jaar opereert het internationale onderzoeksinstituut langs een relatief eenduidige lijn: zoeken naar volgende deeltje om de standaardtheorie verder af te maken. Daarvoor is in de regel een volgende versneller met een nog grotere energie – en vaak ook lengte voor nodig. Het terrein van CERN is anno 2017 dan ook een bonte verzameling van apparaten die elk een volgende stap zetten in de ontdekking van subatomaire deeltjes.
Voormalig wetenschappelijk directeur van CERN, Jos Engelen, is het niet geheel eens met zijn oud-collega. “Het klopt dat de vragen die nu voor liggen niet zo dwingend en concreet zijn als de vraag of het Higgs-boson bestond. Maar er zijn nu andere vragen, bijvoorbeeld of en wanneer de vier krachten die de natuurkunde kent inderdaad samensmelten tot een geünificeerde kracht bij een gegeven energie.”
Een van die vragen is de zoektocht naar het bewijs voor de zogenaamde ‘grand unified theory’ (GUT) zou meer licht kunnen werpen op het ontstaan van het universum. De gedachte is dat wanneer de energie in een botsing hoog genoeg is, er nieuwe fenomenen op moeten treden die lijken op de situatie tijdens de oerknal. In de eerste fractie van het bestaan van het universum zou de temperatuur van het heelal volgens namelijk zo hoog zijn geweest dat zwaartekracht, de elektromagnetische kracht en de andere twee krachten samen één waren.
Het klopt volgens Engelen dat er inmiddels al heel veel bekend is maar nog niet genoeg wat hem betreft. “Als je het mij vraagt dan zeg ik dat we op zijn minst nog genoeg vragen hebben voor nog een generatie versnellers.”
Voor hetzelfde geld is het een woestijn…
Om deze en andere theorieën te testen is volgens beiden inderdaad een grotere en krachtiger versneller nodig, zo veel is zeker. “We hebben alleen geen enkel idee hoeveel sterker en hoeveel groter zo’n apparaat moet zijn” licht Evans toe. “Voor je het weet bouw je een versneller die tien keer zo krachtig is, om er vervolgens achter te komen dat er in dat bereik helemaal niets nieuws te ontdekken is. Voor hetzelfde geld is het een woestijn op dat energieniveau, en blijkt dat je eigenlijk vijftig keer zoveel energie nodig had.”
Bovendien is de technologie die nodig is voor het bouwen van een volgende grotere ronde versneller echt nog toekomstmuziek. Het voorstel van ‘Future Circular Collider’ (FCC) studiegroep van CERN, die pleit voor een versneller van 100 km omtrek. “Of we gewoon de huidige technieken moeten optimaliseren, of dat er echt hele nieuwe soorten magneten etcetera. nodig zijn weten we gewoonweg niet. Maar dat ontwikkelingstraject, dat is nu zoiets waar wel afspraken over te maken zijn” zegt Engelen.
Evans heeft zich inmiddels echter bekeerd tot een pad dat hij veiliger acht. In 2012, vlak na zijn pensioen, werd hij directeur van de zogenaamde Linear Collider Collaboration (LCC), het andere internationale comité van CERN dat de toekomst van een rechte versneller moet onderzoeken.
Of de weg vooruit een rechte of een kromme is, daarover worden Evans en Engelen het niet eens. De oorsprong van dit verschil van inzicht ligt in het type deeltje, elektron of proton, dat in deze versnellers op elkaar geklapt wordt. Protonen zijn relatief zware deeltjes die zich wat lastiger laten versnellen maar je kunt ze met magneten wel de bocht om sturen. De LHC laat protonen dan ook talloze rondes versnellen om een grote eindsnelheid te bereiken. Elektronen daarentegen zijn makkelijk te versnellen, maar verliezen veel van hun snelheid als ze afgebogen worden: rechte versnellers dus.
Een conservatieve geest, of pioniersgeest
Zijn nieuwe voorliefde voor rechte versnellers zet Evans theoretisch kracht bij: “Elektronen zijn zogenaamde puntdeeltjes wat wil zeggen dat ze niet samengesteld zijn uit andere deeltjes. De uitkomsten van een botsing tussen twee elektronen levert een duidelijker en preciezer resultaat op dan een botsing van protonen. Protonen zijn namelijk samengestelde deeltjes, waardoor botsingen tussen twee protonen altijd een stuk ‘rommeliger’ zijn.”
Voor Engelen is dit een begrijpelijk argument, maar wat hem betreft niet zaligmakend. “Met elektronen werken mag dan wel preciezer zijn, maar ik vind het allemaal maar weinig ambitieus.” Engelen vindt dat CERN ook een naam hoog te houden heeft als baanbrekend instituut dat altijd op de grens van wat mogelijk is heeft geopereerd. “Ik vind niet dat het bij CERN past om deze koppositie op te geven.”
Een ander prikkelend detail is dat de plannen voor een nieuwe ronde versneller (FCC) of een upgrade van de LHC allemaal op het grondgebied van CERN plaats zouden kunnen vinden. Voor een lineaire versneller van 40 kilometer lengte zal er moeten worden uitgeweken naar een ander continent. “Inmiddels hebben we hiervoor een stabiele bodem, namelijk een blok graniet, in Japan aangewezen en ook in de VS zijn er opties” vertelt Evans.
Daarmee wordt ook de politieke component van deze discussie zichtbaar. Want alhoewel de VS en Japan slechts ‘associate’ members zijn van CERN in het kader van de LHC, hebben deze landen en Japanse en Amerikaanse onderzoekers wel degelijk een groot aandeel in de besluitvorming. Voor sommigen is het dan ook een reëel argument om nu eens een ander land de mogelijkheid te geven om voorop te lopen in de ontwikkelingen.
Dit zou onvermijdelijk betekenen dat CERN zijn krachten moet splitsen over meerdere instituten en dat is voor Engelen onbespreekbaar. “Op CERN is het zo dat er honderden mensen rondlopen met zogenaamde diepte-expertise van bepaalde processen. Dat kan alleen maar omdat we met zoveel mensen samen komen hier. Die kritische massa is essentieel. Als je die gaat verdelen over de wereld om aan andere projecten te werken dan verlies je een van de belangrijkste krachten van CERN, namelijk de ruimte om te specialiseren.”
Toekomst
Alhoewel de meesten het er over eens lijken te zijn dat CERN een nieuwe generatie versnellers moet ontwikkelen is de bredere vraag in de natuurkunde of het onderzoek naar elementaire deeltjes wel voorrang moet hebben. Zelfs Evans heeft hierover zijn twijfels, “Ik denk dat het voor de aankomende tijd essentieel is dat we meer te weten komen over donkere materie en energie. Of we daar een versneller voor nodig hebben dat weet ik niet.”
(scienceguide.nl)
quote:£720m Large Hadron Collider upgrade 'could upend particle physics'
Collider will be far more sensitive to anomalies that could lead to entirely new theories of the universe
A massive project to supercharge the world’s largest particle collider launched on Friday in the hope that the beefed-up machine will reveal fresh insights into the nature of the universe.
The 950m Swiss franc (£720m) mission will see heavy equipment, new buildings, access shafts and service tunnels installed, constructed and excavated at the Large Hadron Collider (LHC) at Cern, the particle physics laboratory on the edge of Geneva.
The vast machine, which occupies a 27km circular tunnel under the French-Swiss border, hunts for signs of new physics by slamming subatomic particles together at close to the speed of light. In compliance with Einstein’s law E=mc2, some of the energy of impact is converted into new matter.
The upgrade will make the collider far more sensitive to subtle quirks in the laws of physics, and physicists hope these anomalies will prise open the door to entirely new theories of the universe.
In 2012 physicists on the LHC announced the discovery of the Higgs boson, which had leapt into the most fleeting existence inside the machine’s detectors when bunches of hydrogen nuclei, or protons, were crashed into one another billions of times over. The discovery earned a Nobel prize for Peter Higgs and the Belgian physicist François Englert for their theoretical work on the particle in the 1960s.
If the upgrade goes to plan, the proton beams in the souped-up accelerator, known as the high-luminosity LHC, or HL-LHC, will be so intense that the number of collisions in the machine will be five to 10 times greater than today.
“The high-luminosity LHC is where we will collect most of our data, and in that sense it is the phase of our exploration that lets us find out most about the universe,” said Tara Shears, a professor of physics at Liverpool University who works on the collider’s LHCb detector. “If the LHC so far has given us a candle to illuminate what was previously unseen, the high-luminosity LHC will let us shine a searchlight.”
Physicists are already exploring some strange signals at the LHC that could be the first hints that the so-called standard model of particle physics is about to break down. The standard model is a series of equations that describe how particles such as the electrons and quarks found inside atoms interact with each other. The theory works brilliantly, but physicists know it is incomplete: it says nothing about gravity, or the dark matter that clings unseen to galaxies, or the dark energy that drives the expansion of the universe, or why the world around us is made of matter instead antimatter.
The curious signals seen that the LHC in recent months are too tenuous to convince most physicists that they are real, but if they strengthen over time, as happened with the Higgs boson, they could reveal the existence of completely unexpected new particles, dubbed leptoquarks or Z primes.
To ramp up the number of collisions at the LHC, engineers will fit powerful magnets to squeeze the protons into finer, more dense beams. They then plan to fit devices called crab cavities that use an electromagnetic pulse to give bunches of protons a little sideways kick as they enter the LHC’s detectors. This makes the protons rotate a smidgen the moment before they strike protons coming the other way, which drives up the number of collisions. They are called crab cavities because they make the proton bunches move sideways, even if the rotation is minuscule.
“It’s a very exciting time,” said Rob Appleby, a particle physicist at Manchester University and UK spokesperson for HL-LHC. “It opens the door to the most precise and sensitive era of fundamental physics we’ve ever had.”
The upgrade is expected to take eight years. While new magnets and beam instruments will be installed when the LHC is switched off for two years in 2019, most of the required equipment will be fitted in a longer shutdown from 2024 to 2026, when the revamped machine will switch back on again.
“If the anomalies we see in the LHC at the moment manifest in the next couple of years, which they may well do, what we’ll be looking at with the high luminosity-LHC is the physics underlying those discoveries,” said Val Gibson, a professor of physics at Cambridge University who also works on the collider’s LHCb detector. “That would turn the standard model on its head. It would be totally groundbreaking.”
Higgsdeeltje geeft weer een stukje van zijn karakter prijs
Geen sporen van ‘nieuwe natuurkunde’
Het Higgsdeeltje geeft alle andere elementaire deeltjes hun massa, ook de zogenoemde bottomquark. Higgs vervalt namelijk naar deze bottomquarks, zo bevestigden onderzoekers van deeltjeslaboratorium CERN deze week. Opnieuw een zegen voor het standaardmodel, maar wanneer zien we nu eindelijk weer ‘nieuwe natuurkunde’?
Een prachtig resultaat, maar niet écht verrassend. Zo omschrijven natuurkundigen het kersverse resultaat uit het Europese deeltjeslaboratorium CERN. Het Higgsdeeltje – dat alle andere elementaire deeltjes hun massa geeft – vervalt naar twee bottomquarks. Dat is een relatief zware quark, een soort deeltje dat belangrijk is voor de opbouw van normale materie. Deze week maakten wetenschappers de ontdekking van de gigantische deeltjesversneller Large Hadron Collider (LHC) bekend.
Het resultaat wordt toegevoegd aan een rijtje eigenschappen van het Higgsdeeltje dat de afgelopen jaren uit ontelbare botsingen onder het Franse en Zwitserse Alpenmassief is gedestilleerd. We kennen de massa van Higgs (125 GeV) en we weten dat het vervalt naar lichtdeeltjes en een paar W- of Z-bosonen of een paar tau-deeltjes. Mooi, maar het jeukt toch een beetje bij de onderzoekers en natuurkundeliefhebbers die hopen dat het deeltje dat centraal staat in het standaardmodel van de deeltjesfysica nu eindelijk iets doet wat de theorie van onder andere Peter Higgs níet voorspelt.
Weergave van het verval van Higgsdeeltje in twee bottomquarks in de ATLAS-detector. Tegelijkertijd is er een zogenoemd W-boson gecreëerd dat vervalt in een muon en neutrino.
ATLAS/CERN
Hoe onderzoek je het Higgsdeeltje?
Het Higgsdeeltje werd in 2012 officieel ontdekt. Maar hoe onderzoek je een deeltje dat maar een fractie van een seconde bestaat, in een deeltjesversneller die alleen maar protonen versnelt en laat botsen? Higgsdeeltjes ontstaan in de 27 kilometer lange Large Hadron Collider wanneer twee van die protonen met vrijwel de lichtsnelheid op elkaar klappen. Uit zo’n botsing ontspringen allerlei elementaire deeltjes, die razendsnel weer vervallen naar ándere deeltjes. Het is overigens niet zo dat deze deeltjes letterlijk de ‘brokstukken’ van die eerdere deeltjes zijn. De ontstane deeltjes ontlenen enkel hun energie uit de energie die bij de botsing vrijkomt.
Door goed te kijken naar eigenschappen van de deeltjes die uit de botsing wegschieten, bijvoorbeeld de hoeken en energieën, kan zo’n deeltjesregen gereconstrueerd worden. In dit geval (zie afbeelding) genereert de protonbotsing een zogenoemd W-boson en een Higgsdeeltje. Het W-boson vervalt vervolgens in een (detecteerbaar) muon en neutrino, het Higgsdeeltje vervalt in twee bottomquarks.
Weg met de ‘rommel’
Ondanks dat een Higgsdeeltje volgens de theorie in zo’n zestig procent procent van de gevallen naar twee bottomquarks vervalt is dit relatief lastig te onderzoeken. “Er zijn veel andere deeltjes die óók uiteenvallen in twee bottomquarks. Als je naar bottomquarks speurt dan ben je tegelijkertijd naar een scala aan andere interacties aan het kijken” zegt Ivo van Vulpen, deeltjesfysicus van onderzoeksinstituut Nikhef en de Universiteit van Amsterdam die niet bij dit onderzoek betrokken was.
Peter Higgs, een van de voorspellers van het Higgsdeeltje bij een detector van de Large Hadron Collider van CERN.
Toch zijn de bottomquarks die ontstaan uit een Higgsdeeltje te ‘scheiden’ van de overige bottomquarks. De truc is kijken naar een speciaal productiemechanisme: wanneer er uit de protonbotsing zowél een Higgsdeeltje als een zogenoemd Z-boson ontstaat. Naast de bottomquarks uit het Higgsdeeltje, meet de detector dan ook een elektron en een positron afkomstig uit het verval van het Z-boson. “Dat werkt prachtig. Het nadeel is dat deze manier van Higgsdeeltjes maken zo’n tien keer minder voorkomt dan de ‘gebruikelijke’ route. Je moet dus langer meten voordat je dit uit de data kunt halen”, zegt Van Vulpen.
Hoeveel botsingen er nodig waren voor de resultaten van dit onderzoek? “Ontzettend veel”, zegt Van Vulpen. “Ga maar na, elke seconde vinden er zo’n miljard proton-proton-botsingen plaats. Dit werk is gebaseerd op jaren van dataverzameling. Voor dit onderzoek hadden de onderzoekers al acht keer meer data tot hun beschikking dan dat er ten tijde van de ontdekking van Higgs was. Dit is ook een overwinning voor de dataverwerking, die de aflopen jaren ontzettend is verbeterd. In dit onderzoek waren op dat gebied ook Nederlandse wetenschappers van het Nikhef betrokken.”
Nieuwe deeltjes
Een mooi resultaat, maar stiekem hoopte Van Vulpen op iets anders. “Het Higgsdeeltje doet werkelijk in álle opzichten wat zijn voorspellers zeggen dat het zou doen. Het is waanzinnig knap dat ze dit zo lang geleden al voorspelden, maar stiekem hoop je iets anders. Misschien wel iets wat kan wijzen op ‘nieuwe fysica’. Het Higgsdeeltje zou best de poort kunnen zijn naar natuurkunde en deeltjes die we nog niet kennen”, zegt Van Vulpen.
Het is mogelijk dat er elementaire deeltjes zijn die niet of nauwelijks interactie hebben met de deeltjes die we kennen, maar die wél een massa hebben. “Dat betekent automatisch een interactie met Higgs”, zegt Van Vulpen. “Zien we bijvoorbeeld dat Higgs minder vaak vervalt naar de bottomquarks dan verwacht, dan betekent dat misschien dat ze af en toe vervallen naar deeltjes die we nog niet kennen.”
Een lasser werkt aan de Large Hadron Collider. De komende jaren ligt de deeltjesversneller voor langere tijd stil voor een upgrade, zoals ook het geval was tussen 2013 en 2015.
CERN
De onderzoekers van CERN blijven daarom de vervalproducten van Higgs minutieus uitpluizen. Zo kunnen ze nog het verval naar muonen afvinken, en ook zou het Higgsdeeltje naar zichzelf vervallen. Dat vertelt iets over de eigenschappen van het Higgsveld, het veld dat overal aanwezig is en alle andere deeltjes massa geeft. Ook kan het zijn dat er nog meerdere versies van het Higgsdeeltje zelf zijn.
Ondertussen krijgt de LHC de komende jaren een upgrade. Om de meer zeldzame botsingen uit de databerg te kunnen vissen moet die berg groter worden. In de zogenoemde High Luminosity LHC vinden er per seconde nog meer botsingen plaats dan nu al het geval is. Vanaf volgend jaar ligt de machine voor ongeveer twee jaar stil. Geen probleem volgens Van Vulpen. “Er is nu zóveel data dat het onderzoek gewoon doorgaat.”
Bron
Het wetenschappelijke artikel is nog niet gepubliceerd maar ingeleverd voor publicatie bij het wetenschappelijke tijdschrift Physical Letters B.
The LHCb collaboration has observed a new pentaquark particle and has confirmed the pentaquark structure previously reported
https://home.cern/news/ne(...)overs-new-pentaquark
https://home.cern/news/ne(...)hetical-x17-particle
Wat is er trouwens nu met de site aan de hand? Als ik naar die home.cern website ga kan ik een drupal installatie startenquote:Op zaterdag 30 november 2019 08:38 schreef Aether het volgende:
The plot thickens for a hypothetical “X17” particle
https://home.cern/news/ne(...)hetical-x17-particle
Lijkt me nou niet echt de bedoeling 
https://home.cern/core/install.php
https://tweakers.net/revi(...)f-heeft-ambitie.html
CERN heeft vandaag de knoop doorgehakt en de opvolger(s) van de LHC goedgekeurd.
https://www.nature.com/articles/d41586-020-01866-9
Wel nog even geduld.
https://www.scientificame(...)c-particle-collider/
Ik vind dat heel noodzakelijk, het is de enige manier (voor zover ik weet) om die kennis op te doen.quote:Op vrijdag 19 juni 2020 22:41 schreef Haushofer het volgende:
Niet iedereen is enthousiast:
https://www.scientificame(...)c-particle-collider/
Er gaat nog niet genoeg geld naar wetenschappelijk onderzoek. Wat zou het wereldwijde budget voor wetenschap tegenover defensie zijn?
https://www.bbc.com/news/science-environment-56491033
Physicists have uncovered a potential flaw in a theory that explains how the building blocks of the Universe behave.
Intriguing new result from the LHCb experiment at CERN
https://home.cern/news/ne(...)lhcb-experiment-cern
The LHCb results strengthen hints of a violation of lepton flavour universality
https://phys.org/news/202(...)hadron-collider.html
https://www.nature.com/articles/d41586-022-01014-5
quote:From its resting place outside Chicago, Illinois, a long-defunct experiment is threatening to throw the field of elementary particles off balance. Physicists have toiled for ten years to squeeze a crucial new measurement out of the experiment's old data, and the results are now in. The team has found that the W boson -- a fundamental particle that carries the weak nuclear force -- is significantly heavier than theory predicts.
Although the difference between the theoretical prediction and the experimental value is only 0.09%, it is significantly larger than the result's error margins, which are around 0.01%. The finding also disagrees with some other measurements of the mass. The collaboration that ran the latest experiment, called CDF at the Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), reported the findings in Science1 on 7 April.
Grotere versie?quote:
Weet iemand wat allemaal de plannen zijn voor de komende jaren? James Webb had wel een lijstje ergens met experimenten. Heeft de LHC dat ook?
https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
The collaboration has observed a new kind of “pentaquark” and the first-ever pair of “tetraquarks”
https://home.cern/news/ne(...)new-exotic-particles
Ze zetten het ding vandaag aan en meteen ontdekken ze een nieuw deeltje?quote:
LHCb discovers three new exotic particles
The collaboration has observed a new kind of “pentaquark” and the first-ever pair of “tetraquarks”
https://home.cern/news/ne(...)new-exotic-particles
https://www.interactions.(...)re-higgs-boson-decay
