CERN è un laboratorio di fisica delle particelle, situato sul confine franco-svizzero vicino a Ginevra. Il nome deriva dal francese Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire, e il suo nome è l'organizzazione europea per ricerca nucleare. Ospita il Large Hadron Collider, un acceleratore di particelle che fasci due flussi di particelle nucleari, chiamate adroni, insieme per fare le particelle si scontrano a velocità molto elevate. I fisici studiano i risultati per ottenere nuove informazioni sulle particelle.
Nozioni di base di fisica delle particelle
Fisica delle particelle è lo studio delle particelle elementari che compongono l'atomo. Particelle elementari sono i leptoni, particelle di luce come gli elettroni o i neutrini, o quark, che sono particelle più massicce. Tali particelle più pesanti sono denominate adroni, e comprendono i mesoni sono una coppia di quark, neutroni e protoni, composto da tre quark ciascuna e pioni composti di due quark. Large Hadron Collider del CERN è studiare queste particelle e aiutando a scoprire il modo in cui interagiscono e se ci sono eventuali particelle aggiuntive che non sono stati ancora trovati.
Inizio del CERN con fisica delle particelle
Acceleratore lineare prima del CERN, il sincrociclotrone, ha aiutato gli scienziati europei studiare fisica delle particelle a partire dal 1957, con esperimenti più potenti a con il ciclotrone Proton nel 1959. Queste macchine ha permesso CERN per sviluppare nuovi metodi di rilevazione più sensibile delle particelle nel 1968. Nel 1971, CERN costruito il primo collider protone-protone che fatto due fasci di particelle protone si scontrano, piuttosto che fare un fascio colpire un bersaglio fisso. Questa collisione rilasciato più energia, permettendo che le particelle elementari risultante da studiare in modo più approfondito.
Base sperimentale per grandi Colliders
Nel 1976, CERN costruì il primo acceleratore simile al Large Hadron Collider, il Super Proton Synchrotron. Visto anche la struttura interna di protoni. Gli esperimenti hanno portato alla scoperta delle particelle W e Z, per cui CERN gli scienziati hanno ricevuto un premio Nobel. Queste particelle sono più bassi in massa e portano la debole forza interattiva che aiuta a tenere insieme componenti nucleari.
Nel 1989, CERN completato il Large Electron-Positron collider e intraprese ulteriori esperimenti studiando le particelle W e Z e la forza debole. Divenne chiaro che un collider con energie ancora più alto sarebbe in grado di rispondere ad alcune delle questioni sollevate dalle discrepanze che ha portato alla previsione dell'esistenza di altre particelle. Il design del Large Hadron Collider è stato il passo successivo.
Large Hadron Collider
Il Large Hadron Collider è due tubi disposti in un tunnel circolare 16 miglia circa 300 piedi sotterranei. Due fasci di protoni o fasci di ioni di piombo viaggiano intorno al cerchio all'interno dei tubi in direzioni opposte. Quando i raggi raggiungono quasi alla velocità della luce, cambiano direzione leggermente quindi si scontrano, rilasciando ad alta energia. L'energia superiore del Large Hadron Collider significa che le collisioni si tradurrà in più detriti e, quando i fisici analizzano i prodotti risultanti di collisione, possono guadagnare nuove intuizioni circa la composizione dei protoni, neutroni e altre particelle e come stiano insieme.