Groot Hadronversneller

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
’n Deel van die ondergrondse Groot Hadronversneller.
Ligging van die Groot Hadronversneller

Die Groot Hadronversneller (GHV), ook bekend onder sy Engelse naam, Large Hadron Collider, of LHC, is 'n deeltjieversneller wat in die omgewing van Genève in Switserland geleë is. Dit is gebou deur die Europese Organisasie vir Kernnavorsing (CERN) en is die grootste en kragtigste versneller in die wêreld.

Werking[wysig | wysig bron]

Die GHV versnel protone tot byna die snelheid van lig, waarna 'n botsing volg. Uit die botsing probeer wetenskaplikes allerlei inligting versamel deur middel van verskillende soorte detektors wat om die buis aangebring is. Die protone word uit teenoorgestelde rigtings gestuur om teen mekaar te bots, elk met 'n energie van 3,5 TeV (3,5 biljoen elektronvolt), saam dus 7 TeV. Een van die GHV se hoofdoele is om die geldigheid en beperkings van die Standaardmodel te ondersoek. Die Standaardmodel is die huidige teoretiese model vir deeltjiefisika.

Op 10 September 2008 is protonstrale vir die eerste keer suksesvol deur die GHV se hoofring gestuur, maar alle werksaamhede is op 19 September 2008 opgeskort ná 'n ernstige fout tussen twee superkondukterende buigmagnete. Die herstel van die skade en tref van ekstra veiligheidsmaatreëls het langer as 'n jaar geduur en protonstrale is eers weer op 20 November 2009 met sukses versnel en teen mekaar laat bots.

Sedert 2010 werk die versneller optimaal. Op 30 Maart is twee strale protone vir die eerste keer teen mekaar laat bots met ’n totale energie van 7 TeV. Op 8 November van dié jaar is loodione teen mekaar laat bots. Temperature van meer as 10 000 miljard grade het in die proses ontstaan. Die digtheid en temperatuur was die hoogste wat nog in 'n eksperiment bereik is.

Doelwitte[wysig | wysig bron]

Een van die doelwitte van die versneller was om die Higgsboson te produseer – die "verlore skakel" van die Standaardmodel wat verduidelik hoe materie massa verkry. In Julie 2012 is die waarskynlike ontdekking van die boson deur wetenskaplikes bekend gemaak en op 14 Maart 2013 het die CERN tentatief aangekondig dat die deeltjie wat ontdek is wel die Higgsboson is.

Baie fisici hoop die Groot Hadronversneller sal help om basiese vrae in fisika te beantwoord wat betref die basiese wette wat die wisselwerkings en kragte tussen elementêre voorwerpe bemiddel, die diep struktuur van ruimte en tyd, en in besonder die interverhouding tussen kwantummeganika en algemene relatiwiteit.[1]

Data word ook benodig van hoëenergiedeeltjie-eksperimente om ’n aanduiding te gee van watter weergawes van huidige wetenskaplike modelle waarskynliker reg is – veral om te kies tussen die Standaardmodel en Higgslose model – en om hulle voorspellings te bekragtig en verdere teoretiese ontwikkeling toe te laat.

Kwessies wat deur die deeltjieversneller ondersoek word, sluit in:[2][3]

  • Is die massa van elementêre deeltjies wat deur die elektroswak wisselwerking deur die Higgsmeganisme gegenereer word simmetriebrekend?[4] Daar is verwag eksperimente met die versneller sal die bestaan van die ontwykende Higgsboson óf demonstreer óf uitsluit, en fisici so in staat stel om te besluit of die Standaardmodel of die Higgslose alternatiewe waarskynliker reg is.[5][6]
  • Beteken supersimmetrie, ’n uitbreiding van die Standaardmodel, en Poincaré-simmetrie dat alle bekende deeltjies supersimmetriese ekwivalente het?[7][8][9]
  • Is daar ekstra dimensies,[10] soos voorgestel deur verskeie modelle gebasser op die snaarteorie, en kan ons hulle opspoor?[11]
  • Wat is die aard van donker materie, wat skynbaar 27% van die massa-energie van die heelal uitmaak?

Ander antwoorde wat met hoëenergiebotsings gesoek kan word, is:

  • Dit is reeds bekend dat elektromagnetisme en die swak kernkrag verskillende manifestasies van ’n enkele krag is wat die elektroswak krag genoem word. Die Groot Hadronversneller kan bepaal of die elektroswak krag en sterk kernkrag op dieselfde manier verskillende manifestasies van een verenigde krag is, soos voorgestel deur verskeie teorieë.
  • Hoekom is die vierde basiese natuurkrag (swaartekrag) soveel grootteordes swakker as die ander natuurkragte?
  • Hoekom is daar oënskynlike oortredings van die simmetrie tussen materie en antimaterie?

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. Overbye, Dennis (15 Mei 2007). "CERN - Large Hadron Collider - Particle Physics - A Giant Takes On Physics' Biggest Questions". The New York Times (in Engels). ISSN 0362-4331. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 28 Maart 2020. Besoek op 23 Oktober 2019.
  2. Giudice, G. F. (2010). A Zeptospace Odyssey: A Journey Into the Physics of the LHC. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-958191-7.
  3. Brian Greene (11 September 2008). "The Origins of the Universe: A Crash Course". The New York Times. Besoek op 2009-04-17.
  4. Chris Quigg (2005). “Nature's Greatest Puzzles”. Econf C 040802 (1).
  5. "Why the LHC" (in Engels). CERN. 2008. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 3 Maart 2013. Besoek op 28 September 2009.
  6. Chris Quigg (Februarie 2008). “The coming revolutions in particle physics”. Scientific American 298 (2): 38–45. doi:10.1038/scientificamerican0208-46.
  7. Shaaban Khalil (2003). “Search for supersymmetry at LHC”. Contemporary Physics 44 (3): 193–201. doi:10.1080/0010751031000077378.
  8. Alexander Belyaev (2009). “Supersymmetry status and phenomenology at the Large Hadron Collider”. Pramana 72 (1): 143–160. doi:10.1007/s12043-009-0012-0.
  9. Anil Ananthaswamy (11 November 2009). "In SUSY we trust: What the LHC is really looking for". New Scientist (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 19 Maart 2015.
  10. Lisa Randall (2002). “Extra Dimensions and Warped Geometries”. Science 296 (5572): 1422–1427. doi:10.1126/science.1072567.
  11. Panagiota Kanti (2009). "Black Holes at the Large Hadron Collider". Physics of Black Holes. Lecture Notes in Physics. 769. pp. 387–423. arXiv:0802.2218. Bibcode:2009LNP...769..387K. doi:10.1007/978-3-540-88460-6_10. ISBN 978-3-540-88459-0.

Eksterne skakels[wysig | wysig bron]