CERN’de süpersimetrik parçacıklar için ‘ömür boyu arama’

CERN’de süpersimetrik parçacıklar için ‘ömür boyu arama’
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın


Chicago Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi kısa süre önce bir ömür arayışına, daha doğrusu uzun ömürlü süpersimetrik parçacıkların yaşam süresine yönelik bir araştırma başlattı.

Süpersimetri, parçacık fiziğinin Standart Modelini genişletmek için önerilen bir teoridir. Elementlerin periyodik tablosuna benzer şekilde, Standart Model, doğadaki atom altı parçacıklar ve onlara etki eden kuvvetler için sahip olduğumuz en iyi tanımdır.

Ancak fizikçiler bu modelin eksik olduğunu biliyor – örneğin yerçekimine veya karanlık maddeye yer açmıyor. Süpersimetri, her bir Standart Model parçacığını bir süpersimetrik ortakla eşleştirerek resmi tamamlamayı amaçlar ve tespit etmek ve keşfetmek için yeni bir varsayımsal parçacıklar sınıfı açar. Yeni bir çalışmada, UChicago fizikçileri, eğer varsa, bu süper ortakların sahip olabileceği özelliklerin sınırlarını ortaya çıkardılar.

UChicago’da doktora sonrası araştırmacı olarak deney üzerinde çalışan Knoxville, Tennessee Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Tova Holmes, “Süper simetri, Standart Modelde olabildiğince çok sorunu çözmek için sahip olduğumuz en umut verici teoridir” dedi. “Çalışmamız, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda yeni fizik arayışımızı yeniden gözden geçirmek için daha büyük bir çabaya uyuyor.”

Avrupa’da CERN’de bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, protonları çarpışmaya zorlamadan önce neredeyse ışık hızına kadar hızlandırır. Bu proton-proton çarpışmaları, araştırmacıların yeni fizik bulmayı umdukları bir dizi ek parçacık üretir.

UChicago fizik bölümü başkanı ve çalışmanın yazarlarından Prof. Young-Kee Kim, “Ancak Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda, yeni fizik olayları son derece nadirdir ve çarpışan parçacıkların enkazında tanımlanması zordur” dedi. tamamen kadınlar tarafından yönetiliyor.

UChicago ekibi, CERN’deki bir parçacık detektörü olan ATLAS’ta toplanan verileri kullanarak, mevcut elektron, müon ve tau leptonlarının hipotezlenmiş süper partnerleri olan slepton üretimini araştırdı. Test edilen süpersimetri modelinde, sleptonların uzun ömürlere sahip oldukları teorikleştirilmiştir, bu da ATLAS tarafından tespit edilebilen bir şeye bozulmadan önce çok uzaklara gidebilecekleri anlamına gelir.

Holmes, “Yeni fiziği kaçırmanın yollarından biri, parçacığın üretildiğinde hemen bozunmamasıdır,” dedi. “Tipik olarak, aramalarımızda uzun ömürlü parçacıkları görmüyoruz, çünkü temelde dedektörümüzde standart bir hızlı bozunma gibi görünmeyen her şeyi kesiyoruz.”

Sleptonların sonunda normal lepton partnerlerine dönüşmeleri bekleniyor. Ancak geleneksel bozulmalardan farklı olarak, bu leptonlar yer değiştirecek, yani orijinal proton-proton çarpışma noktasına geri dönmeyecekleri anlamına geliyor. Fizikçilerin peşinde olduğu bu eşsiz özellikti.

Bununla birlikte, toplanan ATLAS verilerinin dört yıl içinde, UChicago araştırmacıları yerinden edilmiş lepton olayları bulamadı. Bu keşif eksikliği, uzun ömürlü sleptonların sahip olabileceği bir dizi kitleyi ve yaşam süresini dışlayarak, sınır denen şeyi belirlemelerine izin verdi.

Yeni basılmış doktora öğrencisi Lesya Horyn, “Bu modelde bir slepton varsa, bu planın gölgeli kısımlarında kütlelere ve yaşam sürelerine sahip olmadığından en az% 95 eminiz” dedi. yakın zamanda bu ölçümle ilgili tezini tamamlayan UChicago’dan.

Boş bir sonuç takımı hayal kırıklığına uğratır mı? Bir şey değil.

Horyn, “Hiçbir şey bulmak size çok şey anlatmaz,” dedi. Uzun ömürlü sleptonların belirli kitleleri ve yaşam süreleri olmadığını bilmek, araştırmacıları gelecekteki aramalara nereye odaklanacakları konusunda bilgilendirir.

Holmes, “Benim bakış açıma göre, bu arayış teorisyenlerin ele almak istedikleri bir numaralı şeydi” dedi. “Yapabilecekmişiz gibi görünüyordu – ve başardık!”

Sonuç, ekibi sınırları daha da zorlamak için harekete geçirdi. Önümüzdeki on yılın bir noktasında, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı periyodik kapanmasına girecek ve ATLAS donanımının yükseltilmesi için yeterli süre kalacak.

Horyn, “Bu, analizde ilk geçişti, bu yüzden kesinlikle iyileştirilecek yerler var,” dedi.

Bir kez basıldığında yükseltme, olayların kaydedilip kaydedilmeyeceğini seçen tetikleme sisteminin bir yenilenmesi olacaktır. Tetik, şu anda bu süpersimetri araştırmasının merkezinde bulunan uzun ömürlü slepton’ları değil, kısa ömürlü parçacıklardan kaynaklanan bozulmaları depolamak için optimize edilmiştir.

Kapanmayı beklemeden daha acil iyileştirmeler yapılabilir.

Harvard’da bir UChicago lisans öğrencisi olarak deney üzerinde çalışan bir yüksek lisans öğrencisi olan Xiaohe Jia, “Gelecekteki adımlar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısının sonraki çalışmalarından daha sağlam veriler kullanarak aynı modeli aramayı içerebilir” dedi. Keşfedilecek başka bir yolun, uzun ömürlü parçacık araştırmasını sadece sleptonların ötesine genişletmek için benzer teknikler kullanmak olabileceğini söyledi.

Şimdilik, Standart Modelin tamamlanması bir sır olarak kalmaya devam ediyor, ancak ekip ATLAS’ta bu süpersimetri modeli için ilk aramaya öncülük etmekten gurur duyuyor.

Kim, “Yeni fizik keşfetmek, samanlıkta iğne bulmak gibidir” dedi. “Mevcut verilerde hiçbir şey görmememize rağmen, gelecek için büyük bir fırsat var!”


ATLAS Deneyi, uzun ömürlü parçacıklar için yeni bir araştırma başlattı


Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »