Dat gezegd hebbende, lijkt het er ook op dat elke kop over de LHC dreigt óf het huidige natuurkundige model omver te werpen, óf een wereldbeëindigende scheur in de interdimensionale ruimte-tijd te openen. Gegeven hoe informatie (en desinformatie trouwens) er over het deeltje bestaat Collider hebben we deze eenvoudige maar uitgebreide gids samengesteld waarin alles wordt beschreven wat u maar wilt weten over het.
Aanbevolen video's
Wat is de Large Hadron Collider?
De Large Hadron Collider werd gebouwd tussen 1998 en 2008 en begon zijn eerste operationele run op 20 november 2009, na een Een jaarlange vertraging als gevolg van een incident waarbij een elektrische storing ertoe leidde dat enkele tonnen vloeibaar helium-koelmiddel in de koelvloeistof terechtkwamen tunnel. Het gigantische project kostte maar liefst 9 miljard dollar om te bouwen, waardoor het de duurste machine is die ooit is gebouwd.
Verwant
- Wat is kunstmatige intelligentie? Hier is alles wat u moet weten
- CERN is van plan een enorme deeltjesbotser te bouwen die de LHC in de schaduw stelt
- Wat is de hyperloop? Hier is alles wat u moet weten
Zoals de naam al doet vermoeden, slaat de LHC bundels van kleine deeltjes zoals hadronen – dat wil zeggen kleine deeltjes gemaakt van nog kleinere subatomaire deeltjes die bekend staan als quarks – met ultrahoge snelheden in elkaar. Deze deeltjesbundels worden gelanceerd met ongeveer 13 tera-elektronvolt (TeV) aan gecombineerde energie, wat resulteert in ongelooflijk dichte deeltjes die ongeveer 1.000.000 keer heter zijn dan de kern van de zon. Dit is een van de vele redenen waarom het bouwwerk ondergronds is gehuisvest en waarom het wordt afgekoeld tot 1,9 graden Kelvin, oftewel bijna 1,9 graden boven het absolute nulpunt.
Dat zijn echter niet de enige indrukwekkende cijfers die verband houden met de LHC.
Gedurende de 27 kilometer lange lus buigen zo'n 1.600 magneten zich en richten de stralen rond de enorme tunnel en in elkaar. De magneten bestaan uit kleine strengen van opgerolde, met koper beklede niobium-titanium, die – als ze worden ontrafeld – reik vijf keer naar de zon en terug, met genoeg over om een paar keer rond de maan heen en terug te wikkelen Goed.
Al dat magnetische materiaal helpt de deeltjesbundels te versnellen tot superhoge snelheden die net onder de snelheid van het licht liggen. Wanneer ze met zulke snelheden botsen, exploderen de kleine deeltjes in subatomaire deeltjes, die neerstorten en weerkaatsen elkaar in een omgeving met hoge energie die vergelijkbaar is met de omstandigheden in het universum ten tijde van de Grote Knal. Binnen deze explosies zoeken onderzoekers naar nieuwe aanwijzingen over hoe het universum werkt.
Om de enorme hoeveelheden gegevens die door de LHC worden geproduceerd te verzamelen en analyseren, verwerkt een wereldwijd netwerk van 170 rekencentra, verspreid over 36 landen, elk jaar tientallen petabytes aan gegevens. Het netwerknetwerk is zo groot dat het momenteel het Guinness Wereldrecord heeft voor het grootste gedistribueerde computernetwerk op aarde.
Het Higgsboson en andere ontdekkingen gedaan door de LHC
Momenteel gebruiken we het Standaardmodel van de Deeltjesfysica om uit te leggen hoe deeltjesfysica werkt. Het Standaardmodel, dat in de loop van de 20e eeuw door verschillende wetenschappers werd geformuleerd, is tot nu toe gebleven consistent in het verklaren van de delen van het universum die direct voor ons waarneembaar zijn – wat slechts ongeveer 5 procent is van het universum universum. Hierdoor blijft de resterende 95 procent van het universum onopgemerkt in SM, inclusief donkere materie en donkere energie, en alle mogelijke krachten of interacties die zij uitoefenen.
Zelfs de delen die wij hebben kan Observeren heeft een aantal nog onbeantwoorde vragen. Het standaardmodel houdt niet eens rekening met de zwaartekracht en is onverenigbaar met de relativiteitstheorie. Het is duidelijk dat we nog veel moeten leren.
Dat is waar de LHC in beeld komt. Tot nu toe bevestigden LHC-experimenten het bestaan van het Higgs Boson, ook wel ‘The God Particle’ genoemd, wat een belangrijk theoretisch aspect van het standaardmodel dat nooit werd waargenomen totdat het op 4 juli werd bevestigd door een test bij de LHC, 2012. Het Higgs-deeltje is een ongrijpbaar deeltje met een hoge massa, dat juist datgene is dat massa geeft aan alle materie in het universum. Het zorgt er feitelijk voor dat dingen fysiek kunnen bestaan.
Andere deeltjes, zoals de exotische hadronen X(3872), Z(4430), Zc (3900) en Y(4140), zijn ook waargenomen in LHC-tests, evenals een aantal andere potentiële elementaire deeltjes die nog moeten worden ontdekt bevestigd.
De ontdekking van het Higgsdeeltje was een grote stap voorwaarts voor het begrijpen van de fysische wetten van het universum, maar gaf ook aanleiding tot nog meer vragen en problemen. Veel van wat de LHC heeft ontdekt over deeltjesfysica leidt in het algemeen tot meer vragen dan antwoorden. Onderzoekers blijven de LHC dus gebruiken om deeltjes samen te blazen in de hoop antwoorden te vinden.
De veiligheid van de LHC en deeltjesbotsing
Als je met zulke grote hoeveelheden energie en dure, krachtige apparatuur te maken hebt, rijst natuurlijk de vraag: is dit allemaal veilig? Het korte antwoord is ja, maar dat weerhoudt mensen er niet van om een aantal doemscenario’s te veronderstellen.
Bekende wetenschappers zoals Stephen Hawking en Neil Degrasse Tyson hebben mogelijke catastrofale gebeurtenissen voorgesteld die zouden kunnen optreden als gevolg van het gebruik van de LHC, inclusief de vorming van mini-zwarte gaten, de vernietiging van de aarde en de productie van destructieve theoretische deeltjes die bekend staan als ‘strangelets’. Hawking heeft ook gewaarschuwd dat het Higgsboson een gevaarlijke en potentieel destructieve ontdekking is, en dat zou ook zo moeten zijn alleen gelaten.
Twee door de American Physical Society goedgekeurde onderzoeken in opdracht van de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN) hebben de LHC echter vrijgesproken van alle veiligheidsproblemen. Sterker nog, zoals aangegeven binnen de rapporten, de soorten deeltjesbotsingen die de LHC produceert, vinden voortdurend plaats in het hele universum en lijken op de botsingen tussen kosmische straling met ultrahoge energie en de aarde, die plaatsvinden met snelheden die veel groter zijn dan die van de LHC volbrengt.
Verwant:Eén klein dier is blijkbaar voldoende om de Large Hadron Collider uit te schakelen
Dergelijke zorgen van grote wetenschappelijke figuren hebben geleid tot een overvloed aan complottheorieën over de LHC. De meer creatieve theorieën rond het internet beweren dat CERN de LHC gebruikt om portalen naar de hel te openen, om ons naar alternatieve realiteiten te transporteren en om met kwaadaardige wezens te communiceren. Deze krassen echter alleen maar op het oppervlak. Het feit dat onderzoekers openlijk de mogelijkheid bespreken dat de LHC helpt bij het ontdekken van bewijs van meerdere universums of andere dimensies binnen de onze, voegt alleen maar brandstof toe aan het samenzweerderige vuur.
Een prominent aspect van veel van deze complottheorieën is de connectie van CERN met de hindoegodin van de schepping en vernietiging, Shiva, die fungeert als mascotte voor de LHC en een standbeeld laat oprichten bij de ingang van de LHC. Velen beweren dat dit een subtiele erkenning is dat er bij CERN iets veel buitenaardsers gebeurt. In werkelijkheid is de aanwezigheid van het standbeeld gemakkelijk te verklaren; het was een geschenk van de Indiase regering ter viering van de voltooiing van de LHC, vond CERN Shiva’s status als godin van creatie en vernietiging was een passende metafoor voor de LHC’s functie.
Wat is de toekomst voor de LHC en deeltjesfysica?
Dus nu onderzoekers de LHC hebben gebruikt om het Higgsdeeltje te vinden, wat is de volgende stap voor de superstructuur? De ontdekking van het Higgsdeeltje is nog maar het begin. Onderzoekers hopen andere soorten bosonen en andere elementaire deeltjes te vinden en de LHC te gebruiken om te beginnen met het testen ervan theorie van supersymmetrie, die stelt dat elk deeltje materie ergens anders in de ruimte een andere, grotere tegenhanger heeft universum.
De LHC zal naar verwachting ergens na 2022 ook een upgrade naar hoge helderheid krijgen, waardoor het spectrum waarbinnen de resultaten zichtbaar zijn, zal toenemen. Simpel gezegd betekent dit dat onderzoekers tests beter kunnen observeren, omdat de tunnels beter verlicht zijn.
Dit is om voor de hand liggende redenen belangrijk, maar de grootste zorg is dat de LHC, gezien zijn huidige helderheid, mogelijk geen potentiële ontdekkingen meer heeft. In het vroege leven van een botsing is het aantal ontdekkingen veel groter dan later, omdat het aantal dingen dat bij een bepaalde helderheid kan worden gezien eindig is. De enige manier om het aantal potentiële ontdekkingen te vergroten is door de helderheid van de faciliteit of de kracht van de instrumenten te verbeteren. De upgrade zou het mogelijk moeten maken om nog meer raadselachtige aspecten van de deeltjesfysica te onderzoeken.
Wetenschappers hopen zelfs op een dag de LHC te gebruiken om een kijkje te nemen in de rijken van donkere materie en potentiële, verborgen dimensies van het universum te doorzoeken. Het is zeker een gok, maar nogmaals, het bevestigen van het bestaan van het Higgs-deeltje werd ooit als een luchtkasteel beschouwd. Geen woordspeling bedoeld.
Aanbevelingen van de redactie
- Alles wat u moet weten over het Boeing 737 Max 8-vliegtuig
- Hier is alles wat u moet weten over The Boring Company
- Wat is een kunstmatig neuraal netwerk? Hier is alles wat u moet weten
- SpaceX BFR-project: alles wat u moet weten, inclusief eerste vluchten
- CERN-wetenschappers zijn getuige geweest van het verval van het Higgs-deeltje
