science >> Wetenschap >  >> Fysica

MATHUSLA - een nieuw idee voorgesteld om langlevende deeltjes op LHC . te spotten

Mogelijke geometrische configuraties voor de MATHUSLA oppervlaktedetector bij de HL-LHC. Grijze arcering geeft gebieden aan waarvan wordt aangenomen dat ze gevoelig zijn voor LLP-verval. De oppervlaktedetector is een 200 m² groot gebouw, gecentreerd langs de straallijn. Krediet:arXiv:1606.06298 [hep-ph]

Een klein team van natuurkundigen, waaronder Jessie Shelton van de Universiteit van Illinois en David Curtin van de Universiteit van Toronto, heeft een paper geschreven en gepresenteerd tijdens de American Physical Society-bijeenkomst van dit jaar, waarin een mogelijke manier wordt geschetst om deeltjes te detecteren die worden uitgestoten door de Large Hadron Collider. Hun idee omvat de bouw van een nieuw gebouw in de buurt van de LHC om een ​​reeks langlevende deeltjesdetectoren te huisvesten.

Het hele punt van het uitgeven van miljarden dollars om de LHC te bouwen was om vooruitgang te boeken in het begrijpen van het universum en hoe alles erin werkt. Onderzoekers daar hoopten meer te weten te komen door de meest elementaire deeltjes te detecteren door protonen met hoge snelheid tegen elkaar te slaan en naar de stukjes te kijken terwijl ze werden verdreven als granaatscherven in een bomexplosie - waarvan er veel al waren getheoretiseerd. Het Higgs-deeltje was het meest berucht. Maar sinds die monumentale observatie, onderzoekers beginnen zich af te vragen of de LHC ooit enkele van de andere voorgestelde deeltjes zal vinden. En er is nog een probleem:de Higgs bleek een kleinere massa te hebben dan de theorie suggereerde, wat betekent dat ofwel de theorie niet helemaal correct was, of een deel van zijn massa is verloren gegaan tijdens de botsing.

Zonder nieuwe ontdekkingen in de jaren sinds Higgs werd gevonden, onderzoekers begonnen ongeduldig te worden. Sommige natuurkundigen vragen zich af of de andere deeltjes ooit kunnen worden waargenomen, terwijl anderen de basisveronderstellingen over dergelijke deeltjes in twijfel zijn getrokken, zoals hoe lang ze nog bestaan ​​na een aanrijding. Zoals Shelton opmerkte bij de presentatie van de paper van het team, detectoren bij LHC zijn ingesteld om alleen te zoeken naar degenen die een zeer korte tijd leven. Maar, ze vroeg zich af, wat als ze langer meegaan dan gedacht? Zij en de rest van het team hebben voorgesteld om een ​​gebouw in de buurt van de LHC te bouwen waar andere detectoren zouden komen om de aanwezigheid van langerlevende deeltjes op te merken die helemaal uit de botser zijn gekomen. Zo'n gebouw, ze zeggen, zou worden gescheiden van de LHC door enkele meters graniet, die zou dienen als een filter voor ander deeltjesafval.

Het team heeft het voorgestelde nieuwe project de Massive Timing Hodoscope for Ultra Stable Neutral Particles genoemd, of MATHUSLA, in het kort. Ze denken dat het kan worden gebouwd voor de relatief lage kosten van slechts $ 50 miljoen.

© 2018 Fys.org