CERN bersiap untuk lebih banyak penemuan 10 tahun setelah menemukan ‘partikel Tuhan’ | Collider Hadron Besar

Tepat 10 tahun telah berlalu untuk hari ini Petunjuk ke boson Higgs – partikel sulit dipahami yang terkait dengan medan pemberi massa yang tak terlihat – telah diumumkan. Tapi bagi Prof. Daniela Bortoletto, kenangan itu masih segar seperti dulu.

“Saya hanya ingat kegembiraan. Saya ingat semua orang sangat bahagia. Dan yang membuatku terkejut [was] Karena semua orang tertarik, sepertinya seluruh dunia merayakan kami,” katanya.

Nah, sebagai Collider Hadron Besar (LHC) – pemecah proton monster di Laboratorium Partikel Eropa, Cern – peningkatan untuk memulai pengumpulan data periode ketiga Pada hari Selasa, para ahli berharap untuk mengungkap lebih banyak misteri dari blok bangunan dasar alam semesta.

Bortoletto, sekarang kepala fisika partikel di Universitas Oxford dan bagian dari tim yang menemukannya Higgs bosonmengatakan ingatan utamanya tentang peristiwa satu dekade lalu adalah saat dua minggu sebelum pengumuman, ketika para peneliti membuka analisis data mereka dan melihat tanda-tanda yang jelas dari boson.

“Aku masih berpikir [about] Pada saat itu, kupu-kupu masuk ke perut saya,” katanya. “Luar biasa. Ini benar-benar momen unik dalam kehidupan ilmuwan.”

Kehebohan media sangat besar ketika penemuan itu diumumkan. Surat kabar, radio, dan televisi semuanya berfokus pada partikel yang sekilas penting.

Dijuluki “Partikel Tuhan” dan dinamai sesuai nama fisikawan Peter Higgs, boson Higgs adalah partikel khas medan Higgs—medan energi tak kasat mata yang meliputi alam semesta. Singkatnya, ini adalah interaksi partikel elementer dengan medan ini, interaksi yang diperkirakan terjadi tepat setelah Big Bang ketika alam semesta mengembang dan mendingin, apa yang memberi mereka massa?.

Keberadaan Higgs boson diprediksi oleh Model Standar, sebuah teori kunci yang menjelaskan tiga dari empat kekuatan fundamental alam, tetapi hanya dengan eksperimen terobosan di LHC bahwa para ilmuwan telah menemukan bukti yang menentukan.

Berkat penemuan Higgs boson, para ilmuwan kini dapat menjelaskan berbagai fenomena: dari mengapa Elektron memiliki massa dan karena itu dapat menciptakan awan di sekitar inti, menciptakan atom; mengapa neutron lebih masif daripada proton dan mengapa yang pertama meluruh tetapi yang terakhir stabil.

“Bidang Higgs menjelaskan mengapa atom ada, mengapa kita ada. Dan fakta bahwa kami dapat menempatkannya dalam konteks yang kami pikir kami pahami cukup keren,” kata Bortoletto.

Tapi ceritanya masih jauh dari selesai. Sudah ada sejak diumumkan pada tahun 2012 lebih banyak wahyu – termasuk wawasan tentang Bagaimana Higgs boson terbentuk dan meluruh, dan interaksinya dengan partikel berat seperti quark atas dan bawah. Dan pekerjaan berlangsung dengan cepat.

Antara lain, para ilmuwan berharap untuk mempelajari interaksi antara boson Higgs dan muon – partikel subatomik bermuatan negatif yang mendasar – dan untuk mempelajari hubungan antara boson Higgs dengan dirinya sendiri.

“Memahami, misalnya, self-coupling Higgs bisa— [help us] memahami bentuk potensi Higgs dan lebih memahami apa yang terjadi di awal alam semesta,” kata Bortoletto.

Kunci dari pekerjaan ini adalah pelaksanaan ketiga dari LHC, yang dijadwalkan akan dimulai pada hari Selasa. Kali ini, atom smasher akan beroperasi pada 13,6 triliun elektron volt (TeV), naik dari 13 TeV, dengan Bortoletto mengungkapkan bahwa eksperimen Atlas dan CMS diharapkan menggandakan set data mereka.

“Lebih banyak data dan sedikit lebih banyak kekuatan membuka kemungkinan baru,” kata Bortoletto. Dia mengatakan para ilmuwan bisa melihat lebih dekat pada boson Higgs, dan pekerjaan itu juga bisa memberikan wawasan baru tentang massa boson W. Partikel fundamental lainnya, boson W, menjadi fokus sensasi awal tahun ini Para peneliti di Collider Detector di Fermilab di AS telah mengungkapkan Data mereka menunjukkan bahwa partikel tersebut memiliki massa yang jauh lebih besar daripada yang diprediksi oleh Model Standar.

Bortoletto menambahkan bahwa ada ruang untuk penemuan yang lebih inovatif.

“Ada banyak ruang di sektor Higgs,” katanya. “Sekali lagi, kita memiliki sedikit lebih banyak energi, kita mungkin menemukan sesuatu yang baru, partikel baru — kita memiliki kesempatan setiap kali kita naik lebih tinggi dalam energi, mungkin menemukan fisika baru.”