Haupt Nachrichten Columbia baut Upgrades für den Large Hadron Collider, den größten Atomzertrümmerer der Welt

Columbia baut Upgrades für den Large Hadron Collider, den größten Atomzertrümmerer der Welt

Der ATLAS-Detektor am Large Hadron Collider im Bau am CERN-Labor in Genf, Schweiz Foto: CERN

Die Columbia University wird ein Team von Wissenschaftlern leiten, um die Fähigkeiten des ATLAS-Detektors an der Large Hadron Collider (LHC), dem energiereichsten Teilchenbeschleuniger der Welt, der entwickelt wurde, um einige der kleinsten und exotischsten subatomaren Teilchen der Natur durch Zusammenschlagen von Protonen zu erzeugen.

Das mehrjährige, 75 Millionen US-Dollar teure Projekt, das von der National Science Foundation (NSF) finanziert wird, wird es dem ATLAS-Detektor ermöglichen, die Zunahme der Leuchtkraft oder Kollisionsrate, die für eine Aufrüstung des LHC-Beschleunigers geplant ist, voll auszunutzen der Europäischen Organisation für Kernforschung, bekannt als CERN.

Der LHC – der sich tief unter der internationalen Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz befindet – beschleunigt Protonen in einem Ring aus supraleitenden Magneten fast auf Lichtgeschwindigkeit, bevor sie kollidieren und explodieren, wodurch möglicherweise noch nie dagewesene Teilchen entstehen.

'Diese Verbesserungen werden es den Wissenschaftlern ermöglichen, die Grenzen der Entdeckung zu erweitern und die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, völlig neue Phänomene aufzudecken – von zusätzlichen Dimensionen des Weltraums bis hin zu den Bausteinen der Dunklen Materie', sagte Michael Tuts, Professor für Physik an der Columbia University und leitender Forscher am das Projekt. 'Sie werden ein neues Fenster zur Teilchenphysik öffnen und uns der Entschlüsselung der wahren Funktionsweise des Universums näher bringen.'

Die Arbeiten am ATLAS-Upgrade sollen diesen Monat beginnen und über fünf Jahre andauern. Das Columbia-Team wird wichtige elektronische Komponenten für das ATLAS-System in den Nevis Laboratories in Irvington, New York, dem Hauptzentrum der Universität für das Studium der experimentellen Hochenergie-Teilchen- und Kernphysik, entwerfen, bauen und testen und sie dann zur Installation ins Ausland verschiffen ATLAS.

John Parsons und Gustaaf Brooijmans von der Physikabteilung von Columbia werden die technischen Aspekte des Projekts von Columbia leiten, das Ausbildungsmöglichkeiten für Postdocs und Doktoranden bietet.

Der 7.000 Tonnen schwere ATLAS, der größte Detektor, der jemals für einen Teilchenbeschleuniger gebaut wurde, fungiert als riesige Digitalkamera, die die bei Kollisionen produzierten Teilchentrümmer zur weiteren Analyse einfängt. Es wurde zwischen 1998 und 2008 von einer internationalen Zusammenarbeit von mehr als 3.000 Wissenschaftlern und Ingenieuren sowie fast 200 Universitäten und Labors aus 38 Ländern gebaut. Diese NSF-Auszeichnung für die Aufrüstung des ATLAS-Detektors mit hoher Leuchtkraft setzt die internationale Zusammenarbeit fort.

Im Jahr 2012 entdeckten Forscher von ATLAS und dem Compact Myon Solenoid (ein weiterer Detektor am CERN) gemeinsam ein lange theoretisiertes Teilchen, das als Higgs-Boson bekannt ist, das fehlende Stück des sogenannten Standardmodells der Physik, das Elementarteilchen und ihre Wechselwirkung beschreibt . Das Higgs-Teilchen, das 2013 zur Verleihung des Physik-Nobelpreises führte, signalisiert die Existenz eines unsichtbaren Energiefeldes im ganzen Universum, das anderen Teilchen Masse verleiht.

Das leuchtstarke LHC-Upgrade, das 2025 abgeschlossen sein soll, wird laut CERN die Gesamtzahl der Kollisionen im ATLAS-Detektor um den Faktor 10 erhöhen und es Wissenschaftlern ermöglichen, Daten effizienter und mit höheren Raten zu sammeln.

Wissenschaftler hoffen, dass eine höhere Leuchtkraft es ihnen ermöglicht, die Jagd nach dunkler Materie fortzusetzen, die 25 Prozent unseres Universums ausmacht; neue Partikel, Wechselwirkungen und physikalische Eigenschaften erfassen und analysieren; und erhöhen Sie die Rechenkapazität, um diese Daten mit Wissenschaftlern auf der ganzen Welt zu teilen.

Das von Columbia verwaltete NSF ATLAS-Upgrade-Projekt, das durch diese Auszeichnung unterstützt wird, umfasst die folgenden Institutionen: University of Arizona, Boston University, University of Chicago, University of Illinois at Urbana-Champaign, Indiana University, University of Michigan, Michigan State University, New York University , Northern Illinois University, University of Oregon, University of Pennsylvania, University of Pittsburgh, Southern Methodist University, Stony Brook University, University of California–Irvine, University of Massachusetts–Amherst, University of Texas–Arlington und University of Texas–Austin.

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