Evidência para a teoria das cordas: aceleradores de partículas

Para a física de partículas de alta energia, aceleradores de partículas ajuda de cordas teóricos prosseguir com experiências em aparelhos que eles controlam. UMA acelerador de partículas

é um dispositivo que utiliza poderosos campos magnéticos para acelerar um feixe de partículas carregadas até velocidades incrivelmente rápidas e, em seguida, colide com um feixe de partículas que vão para o outro lado. Os cientistas podem, em seguida, analisar os resultados da colisão.

Relativista pesado Ion Collider (RHIC)

O pesado Relativistic Ion Collider (RHIC) é um acelerador de partículas no Brookhaven National Laboratory em Nova Iorque. Ele entrou em operação em 2000, após uma década de planejamento e construção.

O nome RHIC vem do fato de que ele acelera íons pesados ​​- isto é, núcleos atômicos despojados de seus elétrons - a velocidades relativistas (99,995 por cento da velocidade da luz) e, em seguida, choca-los. Porque as partículas são núcleos atômicos, as colisões contêm uma grande quantidade de energia em comparação com feixes de prótons puros (embora ele também leva mais tempo e energia para levá-los até que a velocidade).

Batendo dois núcleos de ouro juntos, os físicos podem obter uma temperatura de 300 milhões de vezes mais quente que a superfície do sol. Os protões e neutrões que normalmente fazem-se os núcleos de ouro quebrar a esta temperatura num plasma de quark e glúons.

este quark-glúon plasma é previsto pela cromodinâmica quântica (QCD), mas o problema é que o plasma é suposto a se comportar como um gás. Em vez disso, ele se comporta como um líquido. De acordo com Leonard Susskind, a teoria das cordas pode ser capaz de explicar esse comportamento usando uma variação sobre a conjectura de Maldacena. Desta forma, o plasma quark-glúon pode ser descrito por uma teoria equivalente no universo de dimensão superior: um buraco negro, neste caso!

Large Hadron Collider (LHC)

O Large Hadron Collider (LHC) é um aparelho enorme, construída no subsolo na instalação física de partículas CERN, na fronteira da Suíça e França. (CERN é o centro europeu de física de partículas que foi, em 1968, o local de nascimento da teoria das cordas.) O acelerador em si é cerca de 27 quilômetros (17 milhas) de circunferência, como mostrado.

Os 9.300 imans da instalação pode acelerar protões em colisões até possivelmente 14 biliões de electrões-volt (TeV), bem para além das nossas limitações experimentais actuais. O custo do LHC foi cerca de US $ 9 bilhões da redação deste texto.

Em 10 de setembro de 2008, o LHC veio em linha oficialmente a execução de um feixe de todo o comprimento do túnel. Em 19 de Setembro, uma ligação eléctrica com defeito causado a ruptura da vedação de vácuo, resultando numa fuga de 6 toneladas de hélio líquido.

Devido a isso, há ainda têm de ser todos os resultados experimentais significativos do LHC, mas eles devem estar chegando. O nível de energia de 14 TeV pode ser capaz de atingir vários resultados experimentais possíveis:

Video: Aceleradores de Partículas e a Teoria das Cordas

• buracos negros microscópicos, que iria apoiar previsões de dimensões extras

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  partícula Supersymmetric (sparticle) criação

• A confirmao experimental da Higgs, a partícula final Modelo padrão para permanecer sem ser observado

• Evidência de enrolou-up dimensões extras

Uma das maiores evidências para a teoria das cordas poderia realmente ser uma falta de provas. Se as experiências no LHC registar alguma “energia faltante”, um par de possibilidades poderia fornecer suporte incrível para a teoria das cordas.

• Em primeiro lugar, as colisões poderiam criar novas sparticles que formam a matéria escura, que então flui para fora das instalações sem interagir com a matéria normal (como, você sabe, o detector em si).

  Video: Acelerador de partículas antigo descoberto em Marte. �� ��

• Em segundo lugar, a energia poderia resultar de energia (ou sparticles) que são realmente viajar diretamente para as dimensões extras, ao invés de para o nosso próprio espaço-tempo 4-dimensional faltando.

Qualquer um desses resultados seria uma grande descoberta, e tanto as partículas supersimétricas ou dimensões extras teria profundas implicações para a teoria das cordas.

Aceleradores do futuro

Os aceleradores de partículas são tão grande que não há projetos definidos para eles- cada acelerador de partículas é o seu próprio protótipo. O próximo nos livros parece ser o Colisor Linear Internacional (ILC), que é um colisor elétron-pósitron. Uma vantagem disso é que os elétrons e pósitrons, porque eles são partículas fundamentais e as partículas não compostos como prótons, são muito menos confuso quando eles colidem.

O CIT não foi aprovado. Propostas, incluindo a localização, poderia ser votada por volta de 2012 e, se aprovado, poderia estar em execução no final dos anos 2010s. As primeiras estimativas para o projeto dar um custo mínimo de US $ 6,65 bilhões (excluindo pequenas coisas como realmente comprar a terra e outras despesas acessórias).

Também é possível que o LHC poderia ser o último dos grandes aceleradores de partículas, porque as novas tecnologias propostas podem ser desenvolvidas que permitem a aceleração de partículas rápida que não requer instalações maciças.