International Physics Masterclasses

Oppdag det ukjente

Vår nåværende forståelse av hvordan materie og krefter fungerer sammen til å omfatte det universet vi kjenner er elegant sammenfattet i et teoretisk rammeverk vi kaller Standard Modellen (SM). Nye fysiske fenomen er forventet for svært høye energier. LHC kalles en “oppdagelses maskin” , og er bygd for å undersøke et helt nytt energi-regime – TeV skalaen – og muligens avsløre ennå skjulte sider av naturen.

Hvordan kan vi bygge gigantiske eksperiment, som ATLAS detektoren bare basert på skjulte og ukjente fenomener? Svaret ligger i det faktum at oppfinnsomme fysikere har tenkt ut løsninger for en eller flere av naturens gåter. De nye ideene er så brakt inn i mer kraftfulle teorier som er i stand til å postulere resultater som kan sjekkes i nye eksperimenter. Nye fenomener resulterer ofte i flere tunge materiepartikler eller kraftpartikler. De kan også inneholde nye ekstra romlige dimensjoner. Data-simulering av kollisjoner som tillater slike nye fenomener blir så gjennomført.

Med simulerte data kan man utføre analyse akkurat på samme måten som man gjør med virkelige data. For eksempel ved å se på kollisjons-visualiseringer i HYPATIA, og velg spor for å beregne invariante masser. Hvis de simulerte data inneholder en tung nøytral partikkel som enda ikke er oppdaget, kan den for eksempel dukke opp i et invariant masse plot, skjønt på en masse vel over Z bosonets. Dette betyr at metoden som du nettopp har mestret, identifikasjon av Z henfall og rekonstruksjon av invariant masse, er verktøy for oppdagelse av det ukjente!