A evidência para a Teoria das Cordas: aceleradores de partículas

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

é um dispositivo que utiliza campos magnéticos poderosos para acelerar um feixe de partículas carregadas até velocidades extremamente 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.

Colisor Relativístico de Íons Pesados ​​(RHIC)

O Colisor Relativístico de Íons Pesados ​​(RHIC) é um acelerador de partículas do Laboratório Nacional Brookhaven, em Nova York. 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, colide eles. 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 prótons e nêutrons que normalmente compõem os núcleos de ouro quebrar a esta temperatura em um plasma de quark e glúons.

este plasma quark-glúon é previsto pela cromodinâmica quântica (QCD), mas o problema é que o plasma é suposto comportar-se como um gás. Em vez disso, ela comporta-se 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 ímãs do estabelecimento pode acelerar prótons em colisões até, possivelmente, 14 trilhões de elétron volts (TeV), bem além das nossas limitações experimentais atuais. O custo do LHC foi cerca de US $ 9 bilhões do presente escrito.

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 conexão elétrica defeituosa causou uma ruptura no selo de vácuo, resultando em um vazamento 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:

• buracos negros microscópicos que apoiariam as previsões de dimensões extras

• partícula Supersymmetric (sparticle) criação

• confirmação experimental do bóson de Higgs, a partícula final Modelo Padrão de permanecer despercebido

• Evidência de recurvadas dimensões extras

Um dos maiores elementos de prova para a teoria das cordas poderia realmente ser uma falta de provas. Se as experiências no LHC registar alguns # 147-falta de energia, # 148- um par de possibilidades poderia fornecer suporte incrível para a teoria das cordas.

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

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

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 (CDI), que é um colisor electrão-positrão. 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 ILC não foi aprovado. As 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 desenvolvidos para permitir a aceleração de partículas rápida que não requer instalações maciças.