Physiker aktualisieren den weltweit größten Teilchenbeschleuniger, um dunkle Photonen zu untersuchen
Das laufende Experiment Run 3 des Compact Muon Solenoid (CMS) hat erste Erkenntnisse über die schwer fassbaren dunklen Photonen vorgestellt.
Das laufende Experiment Run 3
Das Experiment Compact Muon Solenoid (CMS) am Large Hadron Collider (LHC) hat erste Erkenntnisse über die schwer fassbaren dunklen Photonen vorgestellt.
Dunkle Photonen werden als 'exotische und langlebige Teilchen' beschrieben, die nicht vom Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagt werden. Sie gelten als langlebig aufgrund ihrer außergewöhnlich langen durchschnittlichen Lebensdauer von mehr als einer milliardstel Sekunde.
Wissenschaftler suchen nach diesen Teilchen, weil sie möglicherweise den Schlüssel zur Lösung einiger der verwirrendsten Rätsel des Universums, wie unsichtbare dunkle Materie, halten.
Das laufende Experiment Run 3
Laut offiziellem Statement konzentriert sich das aktuelle CMS-Experiment auf die Möglichkeit der Erzeugung von dunklen Photonen während des Zerfalls des Higgs-Bosons im Detektor.
Higgs-Bosonen, im Volksmund auch als 'Gottesteilchen' bekannt, spielen eine wichtige Rolle im Standardmodell, und Abweichungen in ihrem Verhalten könnten auf das Vorhandensein neuer, bisher unbekannter Teilchen hinweisen.
„Theoretisch würden dunkle Photonen eine messbare Strecke im CMS-Detektor zurücklegen, bevor sie in 'versetzte Myonen' zerfallen. Wenn Wissenschaftler die Spuren dieser Myonen zurückverfolgen würden, würden sie feststellen, dass sie nicht bis zum Kollisionspunkt reichen, da die Spuren von einem Teilchen stammen, das bereits einige Entfernung zurückgelegt hat, ohne eine Spur zu hinterlassen“, erklärte das Statement.
Bewältigung des Datenflut-Problems
Der Large Hadron Collider (LHC), der sich in der Nähe von Genf, Schweiz, beim CERN (Europäische Organisation für Kernforschung) befindet, ist der leistungsstärkste und größte Teilchenbeschleuniger der Welt.
Er besteht aus einem 27 Kilometer langen Ring aus supraleitenden Magneten und Beschleunigungsstrukturen, die Protonen und andere schwere Teilchen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Der LHC soll diese Teilchen kollidieren lassen, um den grundlegenden Eigenschaften der Materie und den Kräften, die das Universum regieren, untersuchen zu können.
Das Run 3-Experiment des LHC begann im Juli des vergangenen Jahres.
Bewältigung des Datenflut-Problems
Eine bemerkenswerte Verbesserung in Run 3 ist die 'höhere instantane Luminosität' im Vergleich zu früheren LHC-Läufen. Mit anderen Worten bedeutet eine höhere Luminosität, dass mehr Kollisionen zu einem gegebenen Zeitpunkt stattfinden.
Die schiere Menge an Kollisionen stellt ein praktisches Problem dar. „Der LHC erzeugt jeden Sekunde Zehnmillionen Kollisionen, aber nur einige tausend von ihnen können gespeichert werden, da das Aufzeichnen jeder Kollision schnell alle verfügbaren Datenspeicher verbrauchen würde“, erwähnte das Statement.
Um diese Herausforderung zu lösen, verfügt der LHC über einen Echtzeit-Datenauswahlalgorithmus namens 'Trigger'. Der Trigger-Mechanismus ist darauf ausgelegt, schnell festzustellen, ob eine bestimmte Kollision bemerkenswert genug ist, um später näher untersucht zu werden.
