Astronomi # 16 Mystery Cache

For fysikere blev den 4. juli 2012 en dag, der kommer til at gå over i historien.

Det var nemlig denne dag, at det blev annonceret, at en nyt partikel havde set dagens lys – en partikel, der med al sandsynlighed er den berømte og berygtede Higgs-partikel, som forskerne har søgt efter i mere end 50 år. Partiklen, der i teorien giver alt i universet sin masse. (Se boks under artiklen)

Fundet af Higgs-partiklen stammer fra to eksperimenter ved navn ATLAS og CMS, som blev udført ved the European Organization for Nuclear Research (CERN) inde i verdens største ’atomsmadrer’, the Large Hadron Collider (LHC).

 Large Hadron Collider (ofte forkortet LHC) er CERN´s største partikelaccelerator. Det centrale mål med LHC er, at eftervise standardmodellen, samt finde eventuelle begrænsninger. Der vil specielt blive fokuseret på at finde den hypotetiske Higgs-boson. LHC er opbygget som en 27 kilometer cirkulær tunnel, som befinder sig mellem 40 og 170 meter under jordens overflade. Tunnelen ligger under den fransk-schweiziske grænse ved Genéve. Acceleratoren består af to superledende ringe, hvor energirige protoner cirkulerer i hver sin retning. Fire forskellige steder mødes ringene, og her er der opsat store detektorer, som laver målinger på protonsammenstødene. Ved et protonsammenstød vil man opnå en energi på 14 TeV, hvilket er syv gange kraftigere end på den hidtil største accelerator, Tevatronen, som er placeret i USA.

Acceleratoren er finansieret og bygget af mere end 10.000 forskere og ingeniører fra mere end 100 forskellige lande. Desuden har flere hundrede universiteter og laboratorier bidraget til projektet. Den 10.soptember 2008 blev to protonstråler succesfuldt sendt hele vejen rundt i hovedringen. Kun ni dage efter den succesfulde opstart, opstod en alvorlig fejl mellem to superledende magneter og store mængder (omkring seks tons) flydende helium løb ud i tunnelen. Skaden viste sig at være så omfattende, at acceleratoren først var klar til brug i november 2009. Det blev ved ulykkestidspunktet anslås at det ville koste omkring 120 millioner kroner at udbedre skaderne.

Den 4.juli 2012 blev det ved et pressemøde på CERN annonceret, at både CMS og ATLAS eksperimenterne havde fundet en ny skalar boson med en signifikans på henholdsvis 4.9σ og 5.0σ. Den nye boson har en masse på omkring 125 GeV og den er muligvis den eftersøgte Higgs-partikel. Det vil dog kræve nærmere analyse at konkludere hvorvidt den nye partikel stemmer overens med Higgs-bosonen i Standardmodellen.

Ved udgangen af 2012 vil acceleratoren blive lukket ned i to år, mens der udføres en opgradering af maskinen. Denne opgradering vil vil gøre det muligt at hæve energien fra 7 til 13 TeV. I mellemtiden vil man bruge tiden på at analysere de enorme mængder af data, som acceleratoren har genereret i løbet af 2012.

Her får du en række sjove fakta om den nyfundne Higgs-partikel i tal

1964: Året hvor fysiker Peter Higgs forudså eksistensen af partiklen, som er opkaldt efter ham. Peter Higgs var kun én af flere fysikere, der mere eller mindre samtidigt foreslog eksistensen af et Higgs felt og dermed en Higgs partikel. Men navnet ’Brout-Englert-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble-partiklen’ fængede aldrig som navn. Partiklen er derfor blot kendt som ’Higgs partiklen’.

Dette billede viser tunnelen, som udgør 'the Large Hadron Collider' (LHC), hvor stråler af partikler passerer igennem rørene, før de kolliderer med hinanden og derved skaber nye, eksotiske partikler. (Foto: CERN)

Higgs partiklen er også af nogle blevet kaldt "The God Particle" (Gude-partiklen) – et navn, som menes at stamme fra en amerikansk redaktør, der anså, at det navn ville sælge bedre som titel på en bog end end det ellers foreslåede ’The Goddamned Particle’. (Den forbandede partikel).

5: Niveauet af signifikans, kaldet 'Sigma', der er fundet af den nye partikel i ATLAS-eksperimentet. Forklaret på en anden måde betyder et sigma på 5, at der er 99.9999426697 procent sandsynlighed for, at det opfangede signal er rigtigt.

125-126: Massen af den nye partikel, som menes at være Higgs, i gigaelektronvolt (GeV). Det svarer til, at partiklen vejer cirka 125 gange så meget som en proton.

10.000.000.000: Prisen i amerikanske dollars det kostede at bygge LHC – svarende til 50-60 milliarder danske kroner.

180: Megawatt strømi, eller 180 millioner watt, som skal til for at holde CERN-laboratoriet kørende, hvoraf LHC udgør de 120 Megawatt.

1.000.000.000.000.000: Antallet af proton-kollisioner analyseret ved ATLAS og CMS-eksperimenter.

7.000: Vægten af ATLAS-eksperimentet i tons - det ene af de to eksperimenter, der ligger 100 meter under jorden på de punkter, hvor man støder partikler fra LHC ringen sammen. Dette svarer til vægten af Eiffel tårnet. (Metalrammen af Eiffeltårnet vejer 7.300 tons).

Fakta

Higgs-partiklen, er en elementarpartikel, der blev forudsagt ud fra den såkaldteStandardmodel.

Ifølge Standardmodellen beskriver Higgs-mekanismen, hvordan etHiggs-felt er ophav til alle elementarpartiklernes masse.

2.900: Antallet at forskere som deltog i ATLAS-eksperimentet for at lede efter Higgs-partiklen i LHC.

3.275: Antallet af fysikere involveret i CMS-eksperimentet (1.535 er studerende).

1.740: Antallet af fysikere med doktorgrader involveret i CMS-eksperimentet.

250: Antallet af kvindelige CMS-fysikere med ph.d.’er.

11.000: Antallet af gange i sekundet hver proton bevæger sig igennem LHC-ringen med 99,999 procent af lysets hastighed.

100.000: Antallet af cd’er det ville kræve, hvis man skulle gemme al data fra ATLAS-detektoren på et enkelt sekund, svarende til en stak på 137 meter i sekundet. Stakken af cd’er ville kunne nå til månen og tilbage igen to gange på et år, ifølge CERN.

27: Antallet af cd’er det ville kræve i minuttet for at opbevare det data, som ATLAS faktisk producerer, eftersom den kun laver data, når der er tegn på noget nyt.

 

Cachen befinder sig ikke op ovennævnte koordinater, men på

55 J(B-1).HI(C-2)

011 (E-B)(D+J).F(A-H)(G-F)