Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

CERN:Hoe we de oorsprong van het universum onderzoeken met behulp van recordprecisiemetingen

Bij CERN verleggen we de grenzen van de deeltjesfysica en kosmologie om de oorsprong van het universum beter te begrijpen. Onze precisiemetingen met recordbrekende nauwkeurigheid werpen nieuw licht op fundamentele vragen over de evolutie van het universum, de aard van materie en de krachten die onze kosmos vormgeven.

1. Botsingen met hoge energiedeeltjes:

De kern van onze zoektocht ligt in de Large Hadron Collider (LHC), 's werelds krachtigste deeltjesversneller. Binnen de LHC worden protonenbundels versneld tot bijna de snelheid van het licht en frontaal op elkaar botsen. Deze botsingen met ongelooflijk hoge energie creëren een unieke omgeving waarin deeltjes onder gecontroleerde omstandigheden worden geproduceerd en bestudeerd.

2. Deeltjesdetectoren en gegevensverzameling:

Om de enorme hoeveelheden gegevens van deze botsingen vast te leggen en te analyseren, maken we gebruik van geavanceerde deeltjesdetectoren. Deze detectoren, zoals de ATLAS- en CMS-experimenten, zijn enorme, meerlaagse systemen die zijn ontworpen om deeltjes te volgen, hun eigenschappen te meten en zeldzame interessante gebeurtenissen te identificeren.

3. Precisiemetingen van het Higgs-deeltje:

Een van de belangrijkste prestaties van CERN is de nauwkeurige meting van het Higgsdeeltje, het deeltje dat verantwoordelijk is voor het geven van massa aan andere deeltjes. De LHC heeft ons in staat gesteld de eigenschappen van het Higgs-deeltje met ongekende precisie te bestuderen, waardoor essentiële informatie wordt verkregen over de interacties, vervalpatronen en koppelingen met andere deeltjes.

4. Standaardmodeltests en meer:

Naast het Higgsdeeltje onderzoeken we de fundamentele interacties van deeltjes die worden beschreven door het Standaardmodel van de deeltjesfysica. Precisiemetingen van bekende deeltjes en zoektochten naar nieuwe, onontdekte deeltjes helpen ons de voorspellingen van het Standaardmodel te valideren en te zoeken naar mogelijke afwijkingen of nieuwe verschijnselen die kunnen duiden op natuurkunde die ons huidige begrip te boven gaat.

5. Onderzoek naar donkere materie en donkere energie:

Een van de grote mysteries in de natuurkunde is het bestaan ​​van donkere materie en donkere energie. Door nauwkeurige metingen uit te voeren van de uitdijingssnelheid van het heelal, zwakke zwaartekrachtlenseffecten te bestuderen en te zoeken naar zwakke signalen van donkere materiedeeltjes, willen we inzicht krijgen in deze raadselachtige componenten die ons universum domineren.

6. Ontwikkeling en verificatie van theoretische modellen:

Naast experimentele metingen ontwikkelen theoretisch natuurkundigen van CERN modellen en raamwerken om de waargenomen gegevens te interpreteren. Precisiemetingen confronteren deze theoretische modellen en bieden cruciale tests voor hun voorspellingen. Deze wisselwerking tussen experiment en theorie stimuleert de vooruitgang van ons begrip van de fundamentele wetten van het universum.

7. Internationale samenwerking en open data:

Het onderzoeksprogramma van CERN is gebaseerd op uitgebreide internationale samenwerking. Natuurkundigen van over de hele wereld werken samen om experimenten te ontwerpen, gegevens te analyseren en hun bevindingen openlijk te delen. Door onze gegevens openbaar beschikbaar te maken, wordt onafhankelijke verificatie en verder wetenschappelijk onderzoek door de mondiale onderzoeksgemeenschap mogelijk gemaakt.

Door ons niet aflatende streven naar precisiemetingen en baanbrekende experimenten bevordert CERN onze kennis van de oorsprong van het universum en de fundamentele wetten die zijn gedrag bepalen. Elke nieuwe ontdekking brengt ons dichter bij het ontrafelen van de mysteries van de kosmos en het verbreden van onze begripshorizon.