Bump-jakt på den stora Hadron Collider
partikelkollisioner vid tillräckligt höga energier är nödvändiga för att producera en Higgs boson, men under lång tid letade fysiker i mörkret: de visste inte vad detta energiområde var.
de hade sökt efter tecken på Higgs boson i partikelkollisionsskräp vid den stora elektron-Positron collider (LEP), som var den stora Hadron colliders direkta föregångare, och vid Fermilabs Tevatron i USA., Den stora Hadronkollidern hade kapacitet att utforska hela det förutsagda energiområdet där Higgs boson kunde dyka upp, och de två allmänna partikeldetektorerna vid LHC-ATLAS och CMS – var avsedda att ge ett slutgiltigt svar på dess existens. För vissa, som Monni, var LHC: s kallelse oemotståndlig, vilket ledde honom att byta karriär från flygteknik till teoretisk fysik.
Gonzalez Suarez kollegor och vänner var i CMS och ATLAS kontrollrum när LHC inledde sin hög energi resa på 30 mars 2010., Hon var själv på sitt kontor på CERNs huvudplats i Genève. ”Jag skrev min doktorsavhandling på en skärm och tittade på kollisionernas liveström på en sekund. Jag ville veta om koden jag hade skrivit för att identifiera partiklar som produceras i kollisionerna fungerade!”
När två protoner kolliderar inom LHC är det deras beståndsdelar kvarkar och gluoner som interagerar med varandra. Dessa högenergiinteraktioner kan, genom väl förutspådda kvanteffekter, producera en Higgs boson, som omedelbart skulle omvandla-eller” sönderfall ” – till lättare partiklar som ATLAS och CMS kunde observera., Forskarna behövde därför bygga upp tillräckligt med bevis för att föreslå att partiklar som kunde ha uppstått från en Higgsproduktion och omvandling verkligen var resultatet av en sådan process.
”När LHC-programmet startade var den allmänna uppfattningen att vi bara skulle se en Higgs boson efter flera års datainsamling”, berättar Vivek Sharma, som ledde CMS-sökningen när LHC började sin verksamhet. Sharma och hans kollegor presenterade en plan för CMS i September 2010 om hur man ska hantera problemet med hälften av dessa data. Det krävde inte bara en grundlig förståelse av ens egen detektorhårdvara, dess räckvidd och dess begränsningar, utan också ett team med en mängd teknisk expertis., ”Vid tiden ATLAS och CMS gav ett gemensamt samtal med CERNs vetenskapliga politiska kommitté i mars 2011,” Sharma fortsätter, ” det fanns en kraft byggnad upp att Higgs boson kunde jagas med ännu mindre dataset.”
ett rutinmässigt slut-Of-year-seminarium av ATLAS och CMS i December 2011 överbelastade CERNs webcast-servrar, som tusentals inställda för att höra de senaste uppdateringarna från samarbetena. Tidiga tecken på Higgs boson var där: båda detektorerna hade sett stötar i sina data som började se annorlunda ut från Statistiska fluktuationer eller buller., Men resultaten saknade den nödvändiga statistiska säkerheten för att hävda upptäckt. Världen fick vänta i nästan sju månader innan Joe Incandela av CMS och Fabiola Gianotti av ATLAS kunde göra så i juli 2012. Samarbetena hade fungerat bättre än väntat för att upptäcka Higgs boson med bara två års data från LHC.
i CERNs auditorium torkade Peter Higgs bort glädjetårar, och François Englert hyllade sin sena kollega och medarbetare, Robert Brout, som inte levde för att se bevis på den mekanism som bär hans namn.,
Gonzalez Suarez firas med blandade känslor. Hennes postdoktorala forskning tog henne ifrån Higgs forskning före upptäckten, och så småningom från CMS, till ATLASSAMARBETET. ”Upptäckten av Higgs boson var en historisk händelse, men vi är fortfarande bara i början i vår förståelse av denna nya partikel.”