대형 Hadron Collider가 10 년을 맞이합니다.

십 년! 가장 복잡한 기계 중 하나 인 LHC (Large Hadron Collider) 작업 시작 10 년. LHC는 세계에서 가장 큰 입자 가속기로, 프랑스와 스위스의 시골에서 100m 떨어진 곳에 17mile의 원주를 파묻습니다.

2008 년 9 월 10 일, 수소 원자의 중심 인 양성자가 LHC 가속기를 중심으로 처음으로 순환되었습니다. 그러나 9 월 22 일에 LHC의 6,000 개가 넘는 자석 중 50 개가 손상을 입은 사건이 발생했기 때문에 흥분은 오래 가지 못했습니다. 이는 양성자가 순환 경로를 따라 움직이는 데 필수적입니다. 수리는 1 년 이상 걸렸지 만 2010 년 3 월 LHC는 양성자 충돌을 시작했습니다. LHC는 제 2 차 세계 대전 이후 전쟁으로 파괴 된 유럽에서 과학을 재결합하고 재건하는 방법으로 설립 된 유럽의 입자 물리 연구소 인 CERN의 왕관 보석입니다. 이제 6 개 대륙과 100 개국의 과학자들이 실험을 실시합니다.

LHC가하는 일과 그 이유가 무엇인지 궁금 할 것입니다. 좋은 질문입니다. LHC는 두 개의 양성자 빔을 실험실에서 지금까지 얻은 최고 에너지와 함께 충돌시킵니다. 17 마일짜리 링 주위에 위치한 6 개의 실험은 지하 동굴에 건설 된 거대한 탐지기로이 충돌 결과를 연구합니다. 그게 뭐지, 왜? 목표는 우주의 가장 기본적인 빌딩 블록의 본질과 그들이 서로 어떻게 상호 작용 하는지를 이해하는 것입니다. 이것은 가장 기초적인 기초 과학입니다.

LHC는 실망하지 않았습니다.LHC로 만든 발견 중 하나는 자연의 근본적인 힘의 두 가지 이론을 결합하려는 과학자들이 1964 년에 예언 한 오랫동안 추구 된 힉스 보손 (Higgs boson)을 포함합니다.

저는 6 가지 LHC 실험 중 하나 인 Higgs 보존 (Higgs boson)을 발견하고 이전에 알려지지 않은 입자 또는 힘의 징후를 찾기 위해 고안된 컴팩트 뮤온 솔레노이드 실험을 진행합니다. 플로리다 주립대 학교는 다른 연구소의 다른 실험실에서 일하는 다른 학교의 젊은 대학원생이었을 때 1994 년 컴팩트 뮤온 솔레노이드 협업에 합류했습니다. LHC에 대한 계획은 1984 년으로 거슬러 올라갑니다. LHC는 구축하기가 어려웠고 100 억 유로의 비용이 들었으며 결실을 맺기까지 24 년이 걸렸습니다. 이제 우리는 LHC가 가동되기 시작한 지 10 년을 축하합니다.

LHC의 발견

지금까지 LHC에서 얻은 가장 중요한 발견은 2012 년 7 월 4 일 Higgs 보손 발견입니다. CERN에서 발표되었으며 전 세계 관객을 사로 잡았습니다. 사실, 아내와 저는 거실의 대형 스크린 TV에서 웹 캐스트를 통해 그것을 보았습니다. 발표가 오전 3시 플로리다 시간 이었기 때문에, 우리는 나중에 축하하기 위해 IHOP에서 팬케이크에 갔다.

Higgs boson은 우리가 입자 물리학의 표준 모델이라고 부르는 것의 마지막 남은 조각이었습니다. 이 이론은 중력이 아직 포함되어 있지는 않지만 알려진 모든 기본 입자 - 그 중 17 개 -와 상호 작용하는 4 개의 힘 중 3 개를 다루고 있습니다. 표준 모델은 매우 잘 검증 된 이론입니다. Higgs 보존을 예측하는 표준 모델의 일부를 개발 한 여섯 명의 과학자 중 두 명이 2013 년에 노벨상을 수상했습니다.

나는 종종 우리가 Higgs boson을 이미 발견했다면 왜 우리는 계속해서 양성자를 뭉쳐서 실험을 계속 하는가? 우리 끝나지 않았 니? 아직 이해해야 할 부분이 많이 있습니다. 표준 모델이 대답하지 않는 많은 질문이 있습니다. 예를 들어, 은하와 우주의 다른 대규모 구조물에 대한 연구는 우리가 관찰하는 것보다 훨씬 더 많은 문제가 있음을 나타냅니다. 우리는 그것을 볼 수 없기 때문에이 암흑 물질을 부릅니다. 지금까지 가장 일반적인 설명은 암흑 물질이 알려지지 않은 입자로 만들어 졌다는 것입니다. 물리학 자들은 LHC가이 미스테리 입자를 생산하고 연구 할 수 있기를 희망합니다. 그것은 놀라운 발견이 될 것입니다.

바로 지난 주, ATLAS와 Compact Muon Solenoid 협력은 Higgs 보손이 붕괴되거나 분리되어 최초의 관찰을 발표했습니다. Higgs boson은 여러 가지 방법으로 붕괴합니다. 표준 모델은 각 유형의 부식이 얼마나 자주 발생하는지 예측합니다. 모델을 완전히 테스트하려면 예측 된 모든 감쇠를 관찰해야합니다. 우리의 최근 관찰은 표준 모델 - 다른 성공과 일치합니다.

더 많은 질문들, 더 많은 답변들

우주에는 다른 많은 퍼즐들이 있습니다. 우리는 그러한 현상을 설명하기 위해 물리학의 새로운 이론을 요구할 수도 있습니다 - 우주가 반 물질보다 더 중요한 이유를 설명하는 물질 / 반 물질 비대칭 또는 계층 적 문제가 왜 그 이유를 설명하는지 중력은 다른 힘들보다 훨씬 약합니다.

그러나 나를 위해, 설명 할 수없는 새로운 데이터에 대한 탐구는 중요합니다. 왜냐하면 물리학 자들이 우리가 모두 알아 냈다고 생각할 때마다 자연은 우리의 세계에 대한 더 깊은 이해를 유도하는 놀라움을 제공하기 때문입니다.

LHC는 입자 물리학의 표준 모델을 계속해서 테스트합니다. 과학자들은 이론이 데이터와 일치 할 때를 좋아합니다. 그러나 우리는 보통 그들이하지 않을 때 더 많은 것을 배웁니다. 이것은 우리가 무엇이 일어나고 있는지 완전히 이해하지 못한다는 것을 의미합니다. 그리고 우리 중 많은 사람들에게 LHC의 미래 목표는 우리가 이해하지 못하는 것에 대한 증거를 발견하는 것입니다. 우리가 관찰하지 못한 새로운 물리학을 예측하는 수천 가지 이론이 있습니다. 어느 쪽이 맞습니까? 어떤 것이 올바른지 알아 내기 위해서는 발견이 필요합니다.

CERN은 장기간 LHC 운영을 계속할 계획입니다. 우리는 가속기와 감지기를 2035 년까지 가동 할 수 있도록 업그레이드 계획을 세우고 있습니다. 누가 먼저 은퇴할지, LHC를 은퇴할지 명확하지 않습니다. 10 년 전, 우리는 궁극적으로 양성자의 첫 번째 광선을 기다리고있었습니다. 이제 우리는 풍부한 데이터를 연구하고 새로운 길을 이끌어내는 놀라움에 대한 희망을 바쁘게 보내고 있습니다. 다음 20 년을 고대하고 있습니다.

이 기사는 원래 Todd Adams의 The Conversation에 게시되었습니다. 여기에 원본 기사를 읽으십시오.