International Physics Masterclasses

Forskning ved LHC

LHC er den største og kraftigste partikel accelerator i verden. Den blev bygget for at udforske ukendt territorium, som rækker ud over Standard Modellen. På trods af den store succes den har haft med at forklare byggestenene og kræfterne i Universet og selv om den har stærk eksperimentel opbakning, er Standard Modellen stadig ikke komplet og der er observationer den kan ikke forklare. Eksperimenterne ved LHC kan måske give svar på en række brændende spørgsmål, som hvor partiklerne får deres masse fra, eller hvorfor Universet indeholder mere stof end antistof.

I begyndelsesfasen af LHC kørslerne holder fysikerne øje med hver eneste kendte elementarpartikel. De fleste blev genopdaget indenfor få uger, f.eks. bundne tilstande af kvarker og antikvarker (Charmonium og Bottomonium, som oprindeligt blev opdaget i 1974 og 1977), de tunge top kvarker (først opdaget i 1995) og W og Z bosoner (opdaget på CERN i 1983). For at man kan gøre pålidelige opdagelser af nye partikler i proton-proton sammenstød, er det nødvendigt at man kan genkende de kendte partikler i LHC begivenheder uden tvivl. Det er en af de virkelige opgaver for en partikelfysiker og kræver ikke så lidt detektivarbejde! Men når de kendte partikler er fundet og identificeret kan de bruges, ikke blot til at bekræfte tidligere resultater, men også til at vise hvordan allerede kendt fysik ser ud i de nye omgivelser som LHC udgør. Og det er nøglen til at opdage ny fysik!

I vores undersøgelse er Z bosonen - en af formidlerne af de svage vekselvirkninger - den interessante partikel. Ved at genopdage Z ved LHC kan vi lære om fysikken ved så høje energier og på den måde håbe, at vi kan opdage nye og spændende naturfænomener!