CERN giver grønt lys til at bygge nyt eksperiment til at søge efter ukendte partikler

Efter mange års forberedelser har CERN godkendt et nyt eksperiment:Search for Hidden Particles (SHiP). Fysiker Alexey Boyarsky var med fra starten. "Vi ved, at der mangler fysik, og vi sigter efter at finde det."

"I sidste ende forsøger vi at fange hele universet i en enkelt teori," siger Boyarsky, der er professor i teoretisk fysik ved Leiden Institute of Physics. "Standardmodellen så ud til at være netop det, men der manglede altid noget. Med opdagelsen af ​​Higgs-bosonen i 2012 troede vi, at modellen var komplet," siger han. "Men så indså vi, at det ikke kunne være."

"Denne historie startede i 2006, da vi var et par teoretikere med en idé. I 2013 var vi 16 og udgav en hensigtserklæring. Nu er det et samarbejde mellem 54 institutter i 18 lande. I Leiden har mange forskere allerede undersøgt teorien bag SHiP og endda promoveret det."

"Ser du, vi observerer ting, der burde være umulige ifølge standardmodellen. Det er ikke noget, du kan ignorere." Tre mysterier hersker, forklarer Boyarski. "Vores første mysterium er velkendt:mørkt stof. For det andet lærte vi, at neutrinoer har masse, selvom de ikke burde. Og endelig er der meget mere regulært stof end antistof, selvom vi forventer, at der er lige meget af begge. "

Det betyder, at der skal være ny fysik, som endnu ikke er opdaget, ifølge professoren. "Det er måske bare nogle nye partikler. Men det kan også være noget banebrydende, der kræver, at vi gentænker fysikkens grundlæggende begreber."

Bygger en kæmpe neutrinodetektor

I årtier har tilgangen til at finde nye partikler været at bygge større og større partikelacceleratorer, som Large Hadron Collider på CERN. Det tager mange år og ressourcer at bygge disse maskiner, men indtil videre uden tegn på den manglende fysik, som Boyarsky jagter. "Der er en anden type eksperiment, der kunne give os de svar, vi leder efter, men den er aldrig blevet forfulgt."

De eksisterende faciliteter fokuserer på det, der kaldes energigrænsen. Dette er for relativt tunge, kortlivede partikler. Du kolliderer dem ved høje hastigheder, og de henfalder til andre partikler. Boyarsky og hans kolleger foreslår at udforske intensitetsgrænsen. Håbet er at observere mere sjældne og lettere partikler, som næsten ikke interagerer med noget. "Jeg tror på, at vi har lige chancer for at finde den manglende fysik ved hver af disse grænser."

Den nye detektor vil bruge en protonstråle fra en eksisterende facilitet på CERN og støde den ind i et specielt designet mål. "Dette producerer en masse partikler. De kendte vil blive filtreret fra, og vi vil se, hvad vi står tilbage med. Forhåbentlig nye partikler," siger Boyarsky. "Vores udfordring nu er at begynde at bygge så hurtigt som muligt. Det kan vi først gøre, når det nuværende anlæg lukkes ned mellem cyklusser. Næste mulighed er i 2026. Hvis vi går glip af den, må vi vente seks år mere."

"Jeg er så heldig at arbejde på mange spændende projekter. Men dette er bestemt et af de vigtigste øjeblikke i min karriere."

Leveret af Leiden University