International Physics Masterclasses

Odkrywanie Nieznanego

Nasza obecna wiedza, jak materia i siły działają i tworzą Wszechświat, jest zebrana w postaci teorii zwanej Modelem Standardowym (ang. Standard Model - SM). Nowe zjawiska fizyczne są w niej oczekiwane przy bardzo wysokich energiach. LHC jest nazywane "maszyną do odkryć" zbudowaną w celu badania nowego zakresu energii - rzędu TeV - i być może odkrycia dotąd niedostępnych tajemnic Natury.

Jak możemy budować gigantyczne eksperymenty, takie jak detektor ATLAS, opierając się tylko na tajemnicach? Odpowiedź polega na tym, że pomysłowi fizycy wymyślili sposoby, aby wyjaśnić jedną lub kilka zagadek Natury. Na podstawie nowych idei są budowane potężniejsze teorie, zdolne przewidywać wyniki nowych eksperymentów. Nowe zjawiska często wiążą się z dodatkowymi cząstkami materii lub pól, czy też nowymi dodatkowymi wymiarami przestrzeni. Następnym krokiem jest więc wykonanie komputerowych symulacji zderzeń uwzględniających te nowe zjawiska.

Dane pochodzące z symulacji można analizować dokładnie tak samo, jak rzeczywiste pomiary. Można np. oglądać obrazy zderzeń w programie HYPATIA i wybierać ślady do obliczania masy niezmienniczej. Jeśli symulacje uwzględniały hipotetyczną ciężką neutralną cząstkę, może ona ujawnić się w rozkładzie masy, ale dla wartości wyższej niż masa bozonu Z. Oznacza to, że poznana właśnie metoda identyfikacji rozpadów Z i rekonstrukcji masy niezmienniczej jest narzędziem do badania Nieznanego.