LHC genopdager på rekordtid W-partiklen
Genopdagelsen af W-partiklen er et vigtigt skridt på vejen til at finde Higgspartiklen. Næste skridt bliver for Cerns teknikere at øge antallet af protoner i acceleratoren med henblik på at øge antallet af hændelser, der kan føre til dannelse af Higgspartikler.
Fakta
W-partiklen hører sammen med Z-partiklen til den svage kernekraft. W blev opdaget i januar i 1983. Nogle få måneder efter fandt man også Z-partiklen. Det blev allerede næste år kvitteret med en Nobelpris til Carlo Rubbia og Simon van der Meer – en næsten uhørt hurtig reaktion fra Nobelpriskomiteen, som ofte hædrer opdagelser eller opfindelser, der har mellem 20 og 40 år på bagen.
Tema
Dokumentation
I begyndelsen af 1980’erne skulle Cern bruge flere år på at detektere og opdage de første W-partikler. Da teknikerne før påske endelig fik LHC skruet op til marchenergien for det kommende halvandet år på 7 TeV, gik der under to døgn, før W-partiklen var genopdaget.
Det viser, at LHC og de store detektorer virker perfekt, og illustrerer forskellen mellem den gamle 7 km lange Super Proton Synchrotron (SPS), der blev brugt til at opdage W-partiklen i 1983, og den 27 km lange Large Hadron Collider (LHC). SPS bruges i dag som foraccelerator til LHC.
ATLAS-detektoren, som er den ene af de to hoveddetektorer ved LHC, har allerede opsamlet data fra 16 millioner kollisioner ved 7 TeV. Det lyder af meget, men det er dog småting i forhold til de enorme datamængder, der vil blive opsamlet, når maskinen kører for fuld kraft. Protonbundterne, der cirkulerer hver sin vej rundt i acceleratoren, vil så støde sammen 40 millioner gange i sekundet.
Udover kollisionsenergien har luminositeten, dvs. antallet at protoner pr. arealenhed og pr. sekund, også betydning for hvor mange nye partikler, der dannes, når protonbundterne støder sammen. Og her mangler teknikerne stadig en del i at udnytte acceleratoren til fulde.
LHC er designet til at have en luminositet på 10^34 partikler pr. kvadratcentimeter og pr. sekund. Foreløbig er man kun nået op på en luminositet på 10^27 cm^-2 s^-1. Men på ATLAS Control Room Bloggen kan læse, at teknikerne snart forventer at kunne opnå langt højre luminositet i takt med, at de lærer maskinen bedre at kende.
W-partiklen er vejen til Higgspartiklen
Den første observation af W-partiklen var i form af henfald til en myon og neutrino. Et par dage senere så man også et henfald til en elektron og neutrino.
Genopdagelsen af W-partiklen er ikke blot en triviel nyhed. Måling af W-partiklen er et vigtigt skridt til at finde Higgspartiklen, forklarer Troels C. Petersen fra Niels Bohr Instituttet, som deltager i eksperimenterne, og som blogger herom på ing.dk.
»Ved at sammenligne den teoretisk forudsagte masse af W med det målte, kan vi se om et eller andet – formodentligt Higgsen – påvirker W, og påvirkningen vil afhænge af Higgspartiklens egen masse. Jo mere præcist vi kan måle massen af W, des mere kan vi derfor sige om massen af Higgspartiklen,« siger han.
Allerede nu er forskerne derfor sikre på, at enten finder man Higgspartiklen, eller også er den der slet ikke.
Det kræver omfattende analyser af de mange data at fastslå, om Higgspartiklens kortvarigt har været til stede, før den henfalder til andre partikler.
»Inden for et år har vi produceret de første Higgser, hvis de altså findes. Vi skal dog nok have mellem 20 og 100 sikre observationer, før vi med sikkerhed kan fastslå dens eksistens,” siger Troels C. Petersen.
