International Physics Masterclasses

Opdag det ukendte

Vores nuværende forståelse af hvordan stof og kræfter virker sammen om at skabe det Univers vi kender er elegant sammenfattet i en teoretisk ramme kaldet Standard Modellen (SM). Ved meget høje energier forventes nye fysiske fænomener at vise sig. LHC kaldes en ”opdagelsesmaskine” og er bygget til at udforske et nyt energiområde - TeV skalaen - og muligvis afdække nogle af naturens endnu skjulte sider.

Hvordan kan vi bygge gigantiske eksperimenter, som f.eks. ATLAS detektoren, bare på basis af mysterier? Svaret ligger i den kendsgerning, at opfindsomme fysikere har tænkt over måder at forklare en eller flere af naturens gåder. De nye ideer er så indarbejdet i en mere omfattende teori, som kan bruges til at forudse udfaldet af nye eksperimenter. Nye fænomener resulterer ofte i ekstra tunge stof- eller kraftpartikler. De kan også involvere nye ekstra rumlige dimensioner. Ved hjælp af en computer simulerer man så partikelsammenstød der tillader sådanne nye fænomener.

Med simulerede data kan man gennemføre analysen på præcis samme måde som med virkelige data. Man kan for eksempel se på billeder af sammenstød i HYPATIA, og udvælge for at danne invariante masser. Hvis de simulerede data indeholder en tung neutral partikel som endnu ikke er opdaget, så kan den f.eks. vise sig i masseplottet, blot ved en masse der er meget højere end Z bosonens. Det betyder, at den metode du netop har lært at beherske, identifikation af Z henfald og rekonstruktion af invariant masse, er værktøjer der kan benyttes til at opdage det ukendte!