International Physics Masterclasses

Badania w LHC

Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) jest obecnie największym i najpotężniejszym akceleratorem na świecie. Został zbudowany w celu dotarcia do nieznanych obszarów poza zakresem opisywanym przez Model Standardowy. Pomimo iż ta teoria odniosła wielkie sukcesy w wyjaśnianiu podstawowych składników materii i sił między nimi, a wiele jej przewidywań zostało potwierdzonych doświadczalnie, Model Standardowy nie jest pełny i nie objaśnia niektórych tajemniczych zjawisk. Eksperymenty przy LHC mogą odpowiedzieć na wciąż otwarte pytania jak to, skąd pochodzi masa cząstek albo dlaczego we Wszechświecie jest więcej materii niż antymaterii.

Podczas pierwszych pomiarów na LHC fizycy pilnie obserwują wszystkie znane cząstki elementarne. Większość z nich została ponownie "odkryta" w ciągu zaledwie kilku tygodni. Dotyczy to układów kwark-antykwark (charmonium i bottomonium, po raz pierwszy zaobserwowanych w 1974 r. i 1977 r.), kwarku górnego (t - odkrytego w 1983 r.) oraz bozonów W i Z (odkrytych w CERN w 1983 r.). Po to by w zderzeniach proton-proton odkryć nowe cząstki, trzeba wiedzieć, jak jednoznacznie rozpoznawać wcześniej znane cząstki w przypadkach zmierzonych w LHC. Jest to wyzwaniem dla fizyków i wymaga prawdziwie detektywistycznej pracy! Gdy znane cząstki zostaną znalezione i zidentyfikowane, posłużą nie tylko do potwierdzenia wcześniejszych obserwacji, ale i sprawdzenia, jak znane procesy fizyczne wyglądają przy wyższych energiach dostępnych w LHC. Zrozumienie tego jest kluczem do odkrycia nowych zjawisk!

W naszych badaniach zajmiemy się bozonem Z, jedną z cząstek przenoszących oddziaływania słabe. Wykrywając bozon Z w LHC możemy nauczyć się fizyki przy tak wielkich energiach i mieć nadzieję, że w podobny sposób odkryjemy nowe, fascynujące zjawiska fizyczne.