Der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt lässt am 8. April Protonen aufeinanderprallen, um nach unsichtbaren Teilchen zu suchen, die heimlich unser Universum antreiben.
Theorien gehen davon aus, dass es 17 verschiedene Partikelgruppen gibt Die Europäische Organisation für Kernforschung, besser bekannt als CERN, bestätigte 2012 mithilfe ihres Large Hadron Collider (LHC) die Existenz eines solchen Atoms.
Jetzt hat das Team den LHC nach einem zweijährigen Winterschlaf wieder in Betrieb genommen, in der Hoffnung, weitere Rätsel zu lösen – insbesondere die Dunkle Materie.
Wissenschaftler begannen mit vorläufigen Tests, indem sie Milliarden von Protonen um den Ring supraleitender Magnete des LHC schickten, um ihre Energie zu steigern und sicherzustellen, dass die 4-Milliarden-Dollar-Maschine funktionsfähig war.
Und als nächstes Monat wird das CERN sie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch einen 17 Meilen langen Tunnel schießen, um die Bedingungen eine Sekunde nach dem Urknall wiederherzustellen.
Die Europäische Organisation für Kernforschung, besser bekannt als CERN, gab bekannt, dass sie diesen Monat den unterirdischen Large Hadron Collider (LHC) wieder in Betrieb genommen und Protonenstrahlen um die riesige kreisförmige Maschine geschickt hat
Der LHC wird das Experiment bis später in diesem Jahr fortsetzen und dann in einen langen Ruhezustand versetzen, damit CERN ihn in die nächste Version umwandeln kann – den High Luminosity LHC (HL-LHC).
Der LHC befindet sich 300 Fuß unter der Erde an der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz und ging am 10. September 2008 erstmals in Betrieb.
Der LHC funktioniert, indem er Protonen zusammenschlägt, um sie auseinanderzubrechen und die subatomaren Teilchen zu entdecken, die in ihnen existieren, und wie sie interagieren.
CERN-Forscher nutzen Protonen, weil es sich dabei um schwerere Teilchen handelt.
Das Gewicht ermöglicht einen viel geringeren Energieverlust pro Umdrehung durch den Beschleuniger als bei anderen Teilchen wie Photonen.
Wissenschaftler schalteten diesen Monat die leistungsstarke Maschine ein und injizierten ihr mehrere Protonenstrahlen.
Das Team bereitet sich nun darauf vor, die Strahlen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch den 17 Meilen langen Tunnel zu schicken, in der Hoffnung, das Geheimnis unseres Universums zu lüften
Am 8. März warteten Teams aus der ganzen Welt im unterirdischen Labor darauf, einen Blick auf die Strahlen zu werfen, die im Ring des LHC kreisen.
Die kreisförmige Form war beabsichtigt, da dadurch mehr Zeit zur Beschleunigung des Teilchenstrahls zur Verfügung steht, sodass eine höhere Energie erreicht werden kann.
Doch der erste Versuch in diesem Monat verlief nicht wie geplant, da der Strahl es nur teilweise geschafft hatte.
Die Experimente dieses Monats zeigten jedoch, dass die Flugbahn des Strahls nicht stimmte, da er tatsächlich einen vollen Kreis vollendete.
Doch nachdem das Team an der Mechanik herumgebastelt hatte, sah das Team voller Staunen zu, wie der Strahl in weniger als 20 Minuten das Gaspedal umkreiste.
Bei voller Leistung rasen Billionen Protonen 11.245 Mal pro Sekunde um den LHC-Beschleunigerring und bewegen sich dabei nur elf Kilometer pro Stunde weniger als die Lichtgeschwindigkeit.
Am 8. April schickt das Team die Strahlen durch den Tunnel, wo sie kollidieren.
Das Team wird auf der Suche nach Dunkler Materie sein, die rund 28 Prozent unseres riesigen Universums ausmacht – aber noch nie gesehen oder nachgewiesen wurde.
Diese Arbeit wird ihnen Einblicke in die Entstehung des Universums und sogar in sein endgültiges Schicksal geben.
Das Experiment soll am selben Tag stattfinden wie die Große Sonnenfinsternis in Nordamerika.
CERN verwendet Protonen, da es sich um schwerere Teilchen handelt, die pro Umdrehung durch den Beschleuniger eine viel geringere Energie haben. Der Zweck des LHC besteht darin, Vorhersagen verschiedener Teilchenphysik zu testen, einschließlich der Messung der Eigenschaften des Higgs-Bosons oder Gottesteilchens (im Bild).
Die totale Sonneneinstrahlung entsteht, wenn der Mond das Gesicht der Sonne vollständig verdeckt und die Außenwelt tagsüber kurzzeitig dunkel wird.
Das Spektakel wird auf einem schmalen Pfad durch Nord- und Mittelamerika für schätzungsweise 32 Millionen Menschen sichtbar sein.
Es ist die erste totale Sonnenfinsternis in den USA seit August 2017.
Der Zweck des LHC besteht darin, Wissenschaftlern die Möglichkeit zu geben, Vorhersagen verschiedener Teilchenphysik zu testeneinschließlich der Messung der Eigenschaften des Higgs-Bosons oder Gottesteilchens, das für Physiker ein fehlendes Puzzleteil war, um zu verstehen, wie das Universum funktioniert.
Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich im Bruchteil einer Sekunde nach dem Urknall, der das Universum hervorbrachte, ein unsichtbares Energiefeld, das sogenannte Higgs-Feld, gebildet hat.
Als die Teilchen das Feld passierten, nahmen sie Masse auf, gaben ihnen Größe und Form und ermöglichten es ihnen, die Atome zu bilden, aus denen Sie, alles um Sie herum und alles im Universum bestehen.
Dies war die Theorie, die 1964 vom ehemaligen Gymnasiasten Professor Higgs aufgestellt wurde und nun bestätigt wurde.
Und während die Teilchen während des LHC-Experiments nahezu augenblicklich zerfielen, stellten Wissenschaftler fest, dass sie einen Fußabdruck hinterließen, der ihre Existenz verriet.
Der LHC wird in der Regel nur einen Monat im Jahr genutzt, wurde jedoch über lange Zeiträume wegen Modernisierungen abgeschaltet – zuletzt wurde er 2022 im Zuge der Energiekrise in Europa abgeschaltet.
Das Hochfahren des nahegelegenen LHC ist ein komplexer Prozess, bei dem alles „wie ein Orchester funktionieren“ muss.
Rende Steerenberg, verantwortlich für den Kontrollraumbetrieb am CERN in der Schweiz, sagte im Jahr 2022: „Das bringt ein gewisses Gefühl von Anspannung und Nervosität mit sich“, erklärte er und fügte hinzu, dass viel schief gehen kann, darunter Hindernisse im Tunnel und Probleme mit Magnete.’