Bump-hunting bij de Large Hadron Collider
Deeltjesbotsingen bij voldoende hoge energieën zijn noodzakelijk om een higgsboson te produceren, maar gedurende lange tijd waren natuurkundigen aan het jagen in het donker: ze wisten niet wat dit energiebereik was.ze hadden gezocht naar tekenen van het higgsboson in deeltjes-botsingsafval bij de Large Electron–Positron collider (LEP), de directe voorganger van de Large Hadron Collider, en bij Fermilab ‘ s Tevatron in de VS., De Large Hadron Collider had de capaciteit om het volledige voorspelde energiebereik te verkennen waar het higgsboson kon verschijnen, en de twee algemene deeltjesdetectoren bij de LHC – ATLAS en CMS-waren bedoeld om een definitief antwoord te geven op het bestaan ervan. Voor sommigen, zoals Monni, was de roeping van de LHC onweerstaanbaar, waardoor hij zijn carrià re veranderde van luchtvaart-en Ruimtevaarttechniek naar theoretische natuurkunde.de collega ‘ s en vrienden van Gonzalez Suarez waren in de controlekamers van het CMS en de ATLAS toen de LHC op 30 maart 2010 zijn high-energy reis begon., Ze was zelf in haar kantoor op CERN ‘ s belangrijkste site in Genève. “Ik schreef mijn proefschrift op één scherm en keek op een seconde naar de live stream van de botsingen. Ik wilde weten of de code die ik had geschreven om deeltjes te identificeren geproduceerd in de botsingen werkte!”
wanneer twee protonen binnen de LHC botsen, zijn het de quarks en gluonen die samen met elkaar interageren. Deze hoge-energetische interacties kunnen, door goed voorspelde kwantumeffecten, een higgsboson produceren, dat onmiddellijk zou transformeren-of “verval” – in lichtere deeltjes die ATLAS en CMS zouden kunnen waarnemen., De wetenschappers moesten daarom genoeg bewijs opbouwen om te suggereren dat deeltjes die uit een Higgs productie en transformatie zouden kunnen zijn verschenen inderdaad het resultaat waren van een dergelijk proces.
“toen het LHC-programma begon, was de algemene overtuiging dat we pas een higgsboson zouden zien na een aantal jaren van gegevensverzameling,” vertelt Vivek Sharma, die de CMS-zoekopdracht mede leidde toen de LHC begon te werken. Sharma en zijn collega ‘ s presenteerden in September 2010 een plan aan CMS om het probleem met de helft van die data aan te pakken. Het vereiste niet alleen een grondig begrip van de eigen detectorhardware, het bereik en de beperkingen, maar ook een team met een verscheidenheid aan technische expertise., “Tegen de tijd dat ATLAS en CMS in maart 2011 een gezamenlijke lezing gaven aan CERN’ s Scientific Policy Committee, “vervolgt Sharma,” was er een krachtopbouw dat het higgsboson kon worden opgejaagd met nog kleinere datasets.”
een routine eindejaarsseminar door ATLAS en CMS in December 2011 overbelast CERN ‘ s webcast servers, terwijl duizenden afgestemd op de laatste updates van de samenwerkingen te horen. De eerste tekenen van het higgsboson waren er: beide detectoren hadden hobbels in hun gegevens gezien die verschillend begonnen te lijken van statistische fluctuaties of ruis., Maar de resultaten ontbraken de nodige statistische zekerheid om ontdekking te beweren. De wereld moest bijna zeven maanden wachten voordat Joe Incandela van CMS en Fabiola Gianotti van ATLAS dat in juli 2012 konden doen. De samenwerkingen hadden beter gepresteerd dan verwacht om het higgsboson te ontdekken met slechts twee jaar aan gegevens van de LHC.in CERN ‘ s auditorium veegde Peter Higgs tranen van vreugde weg, en François Englert bracht hulde aan zijn overleden collega en medewerker, Robert Brout, die het bewijs van het mechanisme dat zijn naam draagt niet kon zien.,Gonzalez Suarez vierde met gemengde emoties. Haar postdoctoraal onderzoek nam haar weg van Higgs-onderzoek voor de ontdekking, en uiteindelijk van CMS, naar de ATLAS-samenwerking. “De ontdekking van het higgsboson was een historische gebeurtenis, maar we staan nog maar aan het begin van ons begrip van dit nieuwe deeltje.”