Stor Hadron Collider

Large Hadron Collider (LHC) Arrangement av de forskjellige akseleratorene og detektorene til LHC
Arrangement av de forskjellige akseleratorene og detektorene til LHC
Detektorer
 Delvis bygd opp:
Forakselerator

The Large Hadron Collider ( LHC, tysk navn Großer Hadronen -Speicherring ) er en partikkelakselerator på European Nuclear Research Center CERN nær Genève . Når det gjelder energi og frekvens av partikkelkollisjoner, er LHC den kraftigste partikkelakseleratoren i verden. Over 10.000 forskere og teknikere fra over 100 land var involvert i planlegging og bygging, og hundrevis av universitetsledere og forskningsinstitutter samarbeidet. Nøkkelkomponenten er en synkrotron i en 26,7 kilometer lang underjordisk ringtunnel der protoner er plasserteller bly - kjerner i motsatte retninger til nesten lysets hastighet akselereres og gjøres til å kollidere. Eksperimentene ved LHC er derfor kolliderende bjelkeeksperimenter .

Forskningsmål for LHC er generering og presis etterforskning av kjente og hittil ukjente elementære partikler og tilstander av materie. Utgangspunktet er gjennomgangen av gjeldende standardmodell for partikkelfysikk . Spesiell oppmerksomhet blir derfor viet til Higgs boson , den siste partikkelen i standardmodellen som ennå ikke ble påvist eksperimentelt i starten av operasjonen. I tillegg er LHC ment å søke etter fysikk utover standardmodellen for muligens å finne svar på åpne spørsmål. Som regel blir kollisjonseksperimentene utført med protoner, i omtrent en måned i året med blyioner. Kollideren har fire krysspunkter der akselererte partikler kan bringes til kollisjon. Det er fire store og to mindre detektorer som registrerer sporene etter partiklene som ble opprettet under kollisjonene. Det store antallet kollisjoner per sekund som kan oppnås (høy lysstyrke ) gir enorme datamengder. Disse er forhåndssortert ved hjelp av en sofistikert IT- infrastruktur. Bare en liten del av dataene blir sendt til de deltakende instituttene for analyse ved hjelp av et spesialkonstruert, globalt datanettverk.

Fra og med 2010 ble et tidligere uoppnåelig energiområde utviklet i eksperimentene. Et viktig resultat av tidligere eksperimenter (fra mars 2019) er en ekstremt god bekreftelse på standardmodellen. Flere nye hadroner ble funnet, en kvark-gluon plasma kunne opprettes, og den første gang var på B s 0 - Meson den CP brudd i dens henfall til kaons og pionet observert og være ytterst sjelden forråtnelse i to myoner . Det ble også funnet et CP-brudd i D 0 meson. Det eksperimentelle beviset på Higgs-bosonen regnes som den hittil største suksessen. Dette førte til at Nobelprisen i fysikk i 2013 ble tildelt François Englert og Peter Higgs .

historie

Plassering og størrelse på LHC med den mindre ringen til PLC
CERNs gasskompleks
Liste over gjeldende
partikkelakseleratorer på CERN
Linac 2 Akselererer protoner
Linac 3 Akselererer ioner
Linac 4 Akselererer negative hydrogenioner
AD Bremser antiprotons
LHC Kolliderer protoner eller tunge ioner
LEIR Akselererer blyioner
PSB Akselererer protoner eller ioner
PS Akselererer hovedsakelig protoner
PLC Akselererer blant annet protoner

Den direkte forløperen til LHC var Large Electron-Positron Collider (LEP) , som opererte til 2000 . Ringtunnelen, som LHC ligger i dag, ble bygget for ham på 1980-tallet. Muligheten for videre bruk av tunnelen, som allerede var tatt i betraktning ved unnfangelsen av LEP, var avgjørende for plasseringen av LHC. Den detaljerte planleggingen for LHC begynte mens LEP fortsatt var under konstruksjon. I LEP ble elektroner og positroner , som tilhører gruppen leptoner , brakt til kollisjon. I LHC kolliderer derimot protoner eller atomkjerner, som tilhører hadronene . Derfor kommer navnet Large Hadron Collider fra .

I en tiårig planleggings- og forberedelsesfase ble det avklart hvilke spesifikke spørsmål som skulle undersøkes med LHC, og om en akselerator basert på superledningsevne i det hele tatt er teknisk gjennomførbar. 16. desember 1994 ga CERN-rådet endelig klarsignal for bygging. Opprinnelig skulle energien som protonene kolliderer med være 10 T eV og senere øke til 14 TeV. Etter at India og Canada også hadde erklært ikke-medlemsland i CERN for å delta i finansieringen og utviklingen av LHC og dermed i den påfølgende bruken, ble det besluttet i desember 1996 å dispensere fra mellomtrinnet på 10 TeV og å takle 14 TeV direkte å ta. Samarbeidsavtaler med andre land fulgte. I 1997 leverte den italienske Istituto Nazionale di Fisica Nucleare den første prototypen av dipolmagneter, og den første vellykkede testen fant sted året etter. I det året ga de offisielle sveitsiske og franske myndighetene også sin godkjenning for byggearbeidene som kreves for de nye hulene til de største detektorene. Tunnelutvidelsen begynte i slutten av 2000 og ble fullført i 2003. I løpet av et år ble 40.000 tonn materiale fjernet fra tunnelen.

I årene 1998 til 2008 ble det kontinuerlig utført tester på enkeltkomponenter, og ordrer for industriproduksjon ble deretter tildelt. Samtidig ble detektorsystemene satt sammen og forbindelsen til eksisterende akseleratorer som SPS ble etablert. Komponentene kom fra hele verden, for eksempel trådkamrene til ATLAS muon-detektoren ble produsert i mer enn et halvt dusin land. Messingen som er levert av Russland til CMS-detektoren kommer fra en våpenkonverteringsavtale . I 2006 ble produksjonen av alle superledende hovedmagneter fullført, i februar 2008 var de siste komponentene i ATLAS på destinasjonen.

Det foreløpige arbeidet med databehandling førte til starten på det europeiske DataGrid-prosjektet i 2001 . To år senere ble det satt rekord for dataoverføring via Internett. I løpet av en time ble et datavolum på en terabyte sendt fra CERN til California. Etter to år til hadde gruppen av deltakere i LHC Computing Grid vokst til over 100 datasentre i over 30 land.

Den offisielle starten på akseleratoroperasjonen ved LHC var 10. september 2008, da en protonpakke sirklet rundt hele ringen for første gang. Men en teknisk mangel førte til et år lang stillstand etter bare ni dager: Sveisesømmen til en superledende forbindelse kunne ikke tåle belastningen og ødela en heliumtank i kjølesystemet, hvor eksplosjonen i sin tur fortrengte en av de 30 tonn magneter med en halv meter. Seks tonn flytende helium gikk tapt i løpet av denne "quenching" -prosessen , og de berørte magnetene ble veldig varme opp med rundt 100 K. Etter omstart 20. november 2009, fant de første proton-protonkollisjonene sted i partikkeldetektorene tre dager senere , ytterligere seks dager senere nådde protonstrålen 1,05 TeV, energien til tevatronen , den hittil kraftigste partikkelakseleratoren. I løpet av vinteren 2009/10, ble det oppnådd forbedringer gjort til partikkelakselerator som tillot 3,5 TeV per bjelke, dvs. en senter av- masse energi på 7 TEV. 30. mars 2010 skjedde kollisjon med denne energien for første gang. Alle de ansvarlige viste stor tilfredshet, inkludert CERNs generaldirektør Rolf-Dieter Heuer :

“Det er en flott dag å være partikelfysiker. Mange har ventet lenge på dette øyeblikket, men tålmodigheten og dedikasjonen begynner å gi utbytte. "

“I dag er en stor dag for partikkelfysikere. Mange har ventet lenge på dette øyeblikket, men nå begynner tålmodigheten og engasjementet å lønne seg. "

- Rolf Heuer, generaldirektør i CERN

I det neste halvannet året, kun avbrutt av en planlagt vedlikeholdspause vinteren 2010/11, var detektorene i stand til å undersøke proton-protonkollisjoner ved 7 TeV-massenergi. Det opprinnelig planlagte antall kollisjoner ble overskredet takket være kontinuerlig forbedret strålefokusering. Driften i protonmodus ble avbrutt 30. oktober 2011 for å sette inn en kort fase med kollisjoner av blykjerner til neste vedlikeholdsstans vinteren 2011/12.

Opprinnelig, etter rundt to års drift, skulle LHC gå inn i en lengre konverteringsfase på 15 til 18 måneder i slutten av 2011 for å erstatte eksisterende forbindelser mellom magneter og forberede gasspedalen for 7 TeV (hovedenergi 14 TeV). I januar 2011 ble det imidlertid besluttet å forlenge kjøretiden med ett år før oppgraderingsfasen til slutten av 2012. Denne datoen ble senere utsatt til begynnelsen av 2013. Årsaken til avgjørelsen var den gode ytelsen til gasspedalen det første driftsåret, slik at tegn på nye partikler var å forvente etter tre års drift, noe som ble bekreftet med oppdagelsen av en ny elementær partikkel, Higgs boson .

Fra 5. april 2012 til 17. desember 2012 ble proton-protonkollisjoner undersøkt igjen. Hovedenergien kan økes til 8 TeV. Dette ble fulgt av ytterligere kollisjoner mellom blykjerner og ytterligere kollisjoner mellom blykjerner og protoner.

Fra februar 2013 til april 2015 var LHC i den første lange konverteringsfasen, hvor gasspedalen ble forberedt på en kollisjonsenergi på 13 TeV. Noen av de superledende magneter ble byttet ut og mer enn 10.000 elektriske tilkoblinger og magneter ble bedre beskyttet mot mulige feil. Den høyere kollisjonsenergien ble oppnådd for første gang 20. mai 2015. Protonpakningene inneholder nå færre protoner enn i 2012, men følger hverandre på halvparten av avstanden. Frem til begynnelsen av november 2015 ble protoner kollidert med blykjerner igjen i slutten av november og begynnelsen av desember, også med høyere energi enn tidligere. I proton-protonkollisjoner i 2016 ble designlysstyrken og dermed den planlagte kollisjonshastigheten oppnådd for første gang. I løpet av de siste fire ukene av operasjonen i 2016, kolliderte protoner med blykjerner.

LHC ble også reparert i 17 uker vinteren 2016/17. En av de superledende spolene ble byttet ut (som heliumet som ble brukt til kjøling måtte tømmes), og pre-akseleratoren Super Proton Synchrotron ble også modifisert. Et av målene for det nye driftsåret var en ytterligere økning i lysstyrken. Data ble samlet inn igjen fra mai til november 2017. kollisjonsfrekvensen kan økes til å doble designverdien. Den siste målekampanjen gikk fra 28. april 2018, igjen med blykjerner fra begynnelsen av november, før gasspedalen ble slått av 10. desember 2018 til våren 2021 for modifikasjoner for å øke lysstyrken ytterligere. Forberedelsene til løp 3, som er planlagt våren 2022, har pågått siden mars 2021.

Struktur, drift og funksjonalitet

Tunnel av LHC før du installerer magneter
LHC-tunnel i ferdig tilstand
Prototype av en dipolmagnet

Gassring

LHC ble bygget i den eksisterende ringtunnelen til det europeiske kjernefysiske forskningsanlegget CERN, der Large Electron-Positron Collider tidligere ble installert til den ble avviklet i 2000. I tillegg til tunnelen kunne to detektorkamre i LEP fortsatt brukes, bare kamrene til ATLAS- og CMS- detektorene måtte bygges om. Tunnelen har en diameter på ca 3,80 meter og en omkrets på 26,659 kilometer og ligger på en dybde på 50 til 175 meter med en svak stigning på 1,4%. Akselerasjonsringen er ikke akkurat sirkulær, men består av åtte sirkulære buer og åtte rette seksjoner. De største eksperimentelle fasilitetene og forakseleratorene ligger i Meyrin i fransktalende Sveits , kontrollstasjonen er i Frankrike. Store deler av gassringene og noen underjordiske eksperimentelle steder ligger på fransk territorium.

LHC-tunnelen inneholder to tilstøtende bjelkelinjer der to hadronbjelker sirkulerer i motsatt retning. Av plasshensyn måtte begge strålende rør innkvarteres i et felles rør med magneter og kjøleinnretninger. For å gjøre det mulig for partiklene å kollidere krysser bjelkerørene på fire punkter på ringen. Med forgjengeren, LEP, skjedde dette åtte steder. Det er et ekstremt høyt vakuum i jetrørene slik at en akselerert partikkel kolliderer med et gassmolekyl i den gjenværende luften så sjelden som mulig. For dette formålet er 178 turbomolekylære pumper og 780 ionepettere installert langs ringen . Vakuumets resttrykk er 10 −14 til 10 −13  bar , som omtrent tilsvarer det målbare atmosfæriske trykket på månen. Magnetene og heliumforsyningslinjene er også omgitt av et vakuum for isolasjon for å holde varmestrømmen så liten som mulig. Magnetens isolasjonsvakuum har et volum på rundt 9000 kubikkmeter.

Den begrensende faktoren for oppnåelig energi er feltstyrken til magneter som forårsaker avbøyningen. For å måtte få til mindre uttalte retningsendringer, ville mindre rette seksjoner og i stedet lengre, mindre buede buesnitt i ringen ha vært bedre. Av kostnadshensyn ble tunnelen imidlertid ikke omgjort. Partiene med høy energi holdes på sin vei i LHC av 1232 superledende dipolmagneter laget av niob og titan , som genererer en magnetisk flytdensitet på opptil 8,33  Tesla ved hjelp av strømmer på 11 850  ampere . Styrken til magnetfeltet i dipolene og frekvensen til det elektriske feltet i de akselererende hulromsresonatorene blir kontinuerlig tilpasset den økende energien til partiklene. For å holde partikkelbjelkene fokusert og for å øke kollisjonshastigheten når de to bjelkene krysser, brukes også 392 superledende firemannsmagneter . Magnetene kjøles ned i to trinn til driftstemperaturen på 1,9  Kelvin (−271,25 ° C), nær absolutt null . I det første trinnet blir de avkjølt til 80 K (-193,2 ° C) med 10 080 tonn flytende nitrogen , og i det andre trinnet bringes de til sin endelige temperatur ved bruk av 100 tonn flytende helium. For å holde magnetene på driftstemperatur, blir de konstant omgitt av rundt 60 tonn flytende helium i superfluid tilstand. I denne tilstanden har helium spesielt god varmeledningsevne. Totalt 140 tonn helium lagres ved LHC for kjøling. LHC er derfor den største kryostaten som har blitt bygget hittil (fra og med 2018).

I tillegg til tidevannskreftene , som endrer ringens omkrets med rundt 1 mm, må du ta hensyn til vannstanden i Genfersjøen og andre eksterne forstyrrelser når du betjener gasspedalen .

Proton-modus

For protonmodus i LHC ble et sentrum for massenergi på 14  TeV planlagt; dette tilsvarer 99,9999991% av lysets hastighet. Så langt har 13 TeV blitt oppnådd. For å oppnå slike energier akselereres protonene etter hverandre gjennom en rekke systemer. For det første bringes negative hydrogenioner til en energi på 160 MeV i en lineær akselerator. Deretter fjernes elektronene og protonene akselereres til 450 GeV ved hjelp av ringene til Proton Synchrotron Booster , Proton Synchrotron og Super Proton Synchrotron, som eksisterte før konstruksjonen av LHC , til de endelig ble tredd inn i hoveddelen. ring av LHC og der oppnå ønsket energi. Akselerasjonen av protonene skjer i henhold til synkrotronprinsippet med et høyfrekvent vekslende elektrisk felt og tar omtrent 20 minutter.

Protonene er samlet i pakker i strålerørene. Lengden på disse pakkene er noen få centimeter, diameteren er omtrent 1 mm. I nærheten av kollisjonssonen komprimeres bjelken til en bredde på ca. 16 um. Hver pakke inneholder over 100 milliarder protoner. I full drift bør LHC fylles med rundt 2800 pakker som sirkulerer med en frekvens på 11 kHz, dvs. 11 000 ganger per sekund. I normal drift forblir en protonpakke i strålerøret i opptil en dag.

Da bjelkene krysset, trengte to pakker protoner inn hver 50 nanosekunder i kollisjonssonen til ettermontering mellom 2013 og 2014. Siden 2015 er intervallet mellom kollisjonene bare 25 nanosekunder. I normal drift kolliderer faktisk rundt 20 til 40 protoner av begge pakkene, noe som er opptil 800 millioner kollisjoner per sekund. Designlysstyrken på 10 34  cm −2 s −1 ble først oppnådd i juni 2016, og kollisjonshastigheten ble doblet i løpet av 2017.

Lead-modus

For å produsere en stråle av blyatomkjerner blir isotopisk rent bly ( 208 Pb) først oppvarmet i en mikroovn, og den resulterende blydampen ioniseres i en elektron-cyklotron-resonansionkilde (ECRIS). De hyppigst forekommende 208 Pb 29+ ionene er valgt fra de forskjellige ladetilstandene som genereres og akselereres til 4,2 MeV per nukleon . En karbonfolie fungerer da som en "stripper", noe som betyr at blyionene mister ytterligere elektroner når de passerer gjennom folien. De fleste av dem mister 25 elektroner og er nå i form av Pb 54+ -ioner. Disse blyionene akselereres i Low Energy Ion Ring (LEIR) til 72 MeV per nukleon, deretter i Proton Synchrotron (PS) til 5,9 GeV per nukleon. Når du flyr gjennom en annen stripperfilm, mister blykjernene alle elektronene som har blitt igjen; den er nå fullstendig ionisert Pb 82+ . Til slutt akselereres disse kjernene til 117 GeV per nukleon i Super Proton Synchrotron (SPS) og mates inn i LHC, noe som bringer dem til 2,76 TeV per nukleon. Samlet sett vil kollisjonen av blykjerner - hver med 208 nukleoner - i stedet for et masseenergisenter på 1148 TeV (0,2  mJ ) i stedet, som handler om bevegelsesenergien til en flue i flukt.

LHC versus LEP og Tevatron

I Tevatron sirkulerer den andre store ringakseleratoren med bjelker i motsatt retning, partikler med motsatte ladninger sirkulerer i motsatt retning i de to bjelkerørene. LHC-forgjengeren LEP jobbet etter samme prinsipp . Alle partikler beveger seg på bane gjennom et magnetfelt rettet i samme retning. På grunn av den relativistiske Lorentz-styrken opplever de den nødvendige avbøyningen innover og blir dermed holdt på sin ringformede sti. I LHC har imidlertid motstridende protoner eller blyioner den samme ladningen. I de to strålerørene må magnetfeltet derfor peke i motsatt retning for å avlede alle partikler innover. I følge konseptet til John Blewett (1971) oppnås dette ved et omtrent ringformet magnetfelt som trenger inn i det ene strålerøret fra topp til bunn og det andre fra bunn til topp.

Mens i LEP ble elektroner og positroner , dvs. antipartiklene til hverandre, brakt til kollisjon, ved LHC, avhengig av driftsmodus, blir protoner eller blykjerner akselerert og brakt til kollisjon. På grunn av den mye større massen av hadronene, mister de mindre energi gjennom synkrotronstråling og kan dermed oppnå en mye større energi. Jo høyere tyngdepunktenergi sammenlignet med tidligere eksperimenter muliggjør forskning på nye energiområder. Ved å velge protoner i stedet for antiprotoner i den andre strålen, slik som ved Tevatron, kan en høyere lysstyrke også oppnås. Den høye partikkeltettheten ved interaksjonspunktene fører til de ønskede høye hendelseshastighetene i partikkeldetektorene og gjør det mulig å samle større mengder data på kortere tid.

Sikkerhetstiltak

Den totale energien til strålene som sirkulerer i tunnelene er opptil 500 megajouler i protonmodus  , en økning til 600 MJ er planlagt. Dette tilsvarer den kinetiske energien til to ICE- tog som kjører i 150 km / t og vil være nok til å smelte rundt et halvt tonn kobber. I tilfelle et ukontrollert tap av bjelken, vil gasspedalen bli alvorlig skadet. Lyn Evans , LHCs prosjektleder fra 1994, snakker om en mengde energi som finnes i 80 kg TNT . Systemet er derfor utformet på en slik måte at en ustabil stråle registreres og føres inn i en spesiell sidearm av tunnelen innen tre omdreininger, dvs. mindre enn 300  mikrosekunder . Det er en spesiell jetpropp, som består av et antall grafittplater med forskjellige tettheter og som kan fange strålen. Energien som er lagret i dipolmagnetene er betydelig høyere ved 11 GJ. Om nødvendig føres strømmen i magnetspolene gjennom tilkoblede motstander, og energien omdannes til varme. Skadene i ulykken, som skjedde i 2008 da gasspedalen begynte å fungere (se historikkseksjonen ), skyldes denne energien som er lagret i magneter.

Både partikkelstrålen på den buede banen og kollisjonene genererer uunngåelig stråling . Det er ikke mulig å holde seg i tunnelen og detektorenes huler under stråletid. Vedlikeholdsarbeid ledsages av aktive og passive stråleverntiltak. Jorda over tunnelen holder effektivt tilbake den spredte strålingen under drift og den gjenværende radioaktiviteten. Luften fra akseleratortunnelen filtreres med sikte på å holde radioaktiviteten frigjort for beboerne under verdien 10  μSv per år.

Detektorer

Simulert påvisning av partikler etter protonkollisjon i CMS-detektoren

Kollisjonen mellom protonene ved å krysse de to protonbjelkene foregår i fire underjordiske kamre langs gassringen. De fire store partikkeldetektorene ATLAS , CMS , LHCb og ALICE er plassert i kamrene . Detektorene TOTEM og LHCf er mye mindre og ligger i kamrene til CMS- og ATLAS-eksperimentene. De undersøker bare partikler som pusser mot hverandre under kollisjonene i stedet for å kollidere med hverandre. I tillegg er andre spesielle eksperimenter med tilhørende detektorenheter planlagt, slik som MoEDAL for leting etter magnetiske monopol og relikvier av mikroskopiske sorte hull og supersymmetriske partikler . FASER- detektoren søker etter hypotetiske partikler med lang levetid, for eksempel mørke fotoner , og måler nøytrinointeraksjoner ved høy energi.

Målet med de fire store detektorsystemene kan oppsummeres som følger:

detektor beskrivelse
ATLAS Søk etter Higgs boson, supersymmetri og mulige underkonstruksjoner av leptoner og kvarker , studie av kollisjonene av tunge ioner. Rundt 2700 forskere fra over 200 institutter over hele verden deltar i ATLAS-eksperimentet.
CMS Søk etter Higgs boson, supersymmetri og mulige underkonstruksjoner av leptoner og kvarker , studie av kollisjonene av tunge ioner. CMS-gruppen består av rundt 3500 mennesker fra 200 vitenskapelige institutter.
ALICE Undersøkelse av det ekstremt tette og høyenergiske kvark-gluonplasmaet , tilstanden til saken umiddelbart etter Big Bang . Over 1000 ansatte.
LHCb Blant annet spesialisert i undersøkelse av forfall av hadroner som inneholder bunn eller sjarmkvark , presisjonsmålinger av CP-brudd eller sjeldne forfall som sensitive tester av standardmodellen . Cirka 800 ansatte.

Den komplekse indre strukturen til protonene betyr at kollisjoner ofte produserer mange forskjellige partikler. Dette fører til høye krav til detektorsystemene, som skal registrere disse partiklene og deres egenskaper så fullstendig som mulig. Siden de resulterende partiklene har svært forskjellige egenskaper, kreves forskjellige detektorkomponenter som er spesielt egnet for visse spørsmål. Det eneste unntaket er nøytrinoene som produseres og ikke kan oppdages direkte. Bestemmelsen av opprinnelsen til de respektive kollisjonsproduktene er av avgjørende betydning: Dette trenger ikke å falle sammen med protonens kollisjonspunkt, da noen av kortvarige produkter forfaller under flyturen gjennom detektoren.

Den grunnleggende strukturen til detektorene består av en serie med forskjellige detektordeler av forskjellige typer og driftsprinsipper, som, basert på løkhudprinsippet, omgir kollisjonspunktet så fullstendig som mulig. Sterke magnetfelt fra superledende magneter avbøyer de ladede partiklene. Den spesifikke ladningen og momentumet til ladede partikler kan bestemmes ut fra kurvaturen på banen. Det innerste laget er den såkalte spordetektoren, en halvlederdetektor med fin romlig oppløsning. Den er omgitt av et elektromagnetisk og et hadronisk kalorimeter og et spektrometer for muoner.

ATLAS-detektoren med en lengde på 45 m og en diameter på 22 m

Blykjernene bringes hovedsakelig til kollisjon i ALICE-detektoren, som ble spesialbygd for å måle disse kollisjonene. I mindre grad etterforsker også ATLAS og CMS slike tunge ionekollisjoner. I tillegg kan blykjerner lages for å kollidere med protoner, som blir undersøkt av alle de fire store detektorene.

Dataanalyse

Mengden data generert av registrerte detektorsignaler eller datasimuleringer er estimert til 30  petabyte per år. Det ville være betydelig større hvis sofistikert hardware og software utløser ikke forkaste en stor del av målesignalene før behandling eller permanent lagring. Mengden data fra CMS-detektoren alene er sammenlignbar med det til et 70 megapiksel kamera, som tar 40 millioner bilder per sekund. Uten utløsere ville slike datamengder ikke være håndterbare med dagens teknologi. I det første utløsertrinnet på ATLAS-detektoren velges rundt 75 000 av dataene fra de 40 millioner strålekryssinger per sekund. Av disse passerer færre enn 1000 andre utløserstadiet, og bare disse hendelsene er fullstendig analysert. Til slutt lagres rundt 200 hendelser per sekund permanent.

“Dataflommen i detektorene vil være så enorm under kollisjonene at den vil overgå informasjonsflyten i alle verdens kommunikasjonsnett til sammen. Det er ikke noe dataminne som kan holde dem, og det er grunnen til at datamaskiner siler gjennom den digitale tsunamien i de første nanosekundene og sorterer ut 99,9 prosent av den, i henhold til kriterier som er basert på nøyaktig de teoriene som LHC faktisk skal undersøke . Det kan ikke utelukkes at supermaskinen ganske enkelt vil slette de virkelig revolusjonerende dataene. "

- Tobias Hürter, Max Rauner : Fascination Cosmos: Planets, Stars, Black Holes (2008)

For å behandle denne reduserte mengden data er den nødvendige datakraften så stor at rundt 170 dataklynger distribuert over hele verden blir brukt. Disse er koblet til et datanettverk, LHC Computing Grid .

For å simulere partikkelforløpene i akseleratorringen er datamaseiere involvert i LHC @ Home- prosjektet, som gjør datakraften til sine private datamaskiner tilgjengelig i henhold til prinsippet om distribuert databehandling .

Strømforsyning

Haupteinspeisepunkt for tilførsel av CERN-elektrisk kraft er 400 kV - nettstasjon Prevessin, som er en kort stubbe med 400 kV transformatorstasjon Bois-Toillot i forbindelse. En annen innmating finner sted ved 130 kV i Meyrin-stasjonen. Fra disse matepunktene fører 66 kV og 18 kV underjordiske kabler til de større transformatorpunktene, der de konverteres til driftsspenningen til sluttanordningene (18 kV, 3,3 kV og 400 V). I tilfelle strømbrudd installeres nødstrømsgeneratorer med utganger på 275  kVA og 750 kVA i eksperimentstasjonene ; en avbruddsfri strømforsyning er garantert for spesielt følsomme enheter .

Lagringsringen krever en elektrisk effekt på 120  MW . Sammen med kjølesystemet og eksperimentene resulterer dette i et effektbehov på rundt 170 MW. På grunn av de høyere strømkostnadene er LHC delvis slått av om vinteren, noe som deretter reduserer ønsket effekt til 35 MW. Det maksimale årlige energiforbruket til LHC er gitt til 700–800  GWh . Til sammenligning: det er i underkant av 10% av forbruket i kantonen Genève . Bruken av superledende magneter betyr at energiforbruket til LHC er lavere enn for tidligere eksperimenter som LEP .

kostnader

Den umiddelbare kostnaden for LHC-prosjektet, unntatt detektorene, er omtrent 3 milliarder euro. Da konstruksjonen ble godkjent i 1995, ble det beregnet et budsjett på 2,6 milliarder sveitsiske franc (på det tidspunktet tilsvarende 1,6 milliarder euro) for bygging av LHC og underjordiske haller for detektorene. Allerede i 2001 ble det imidlertid estimert merkostnader på 480 millioner sveitsiske franc (rundt 300 millioner euro) for gasspedalen, hvorav 180 millioner sveitsiske franc (120 millioner euro) gikk til de superledende magneter. Ytterligere kostnadsøkninger skyldes tekniske problemer med byggingen av underjordisk hall for Compact Muon Solenoid , delvis på grunn av defekte deler som ble gjort tilgjengelig av partnerlaboratoriene Argonne National Laboratory , Fermilab og KEK .

I løpet av den første, lengre konverteringsfasen (februar 2013 til april 2015) resulterte arbeidet direkte i LHC i kostnader på rundt 100 millioner sveitsiske franc.

Bekymringer for igangkjøring i 2008

I fysikk utover standardmodellen er det teoretiske modeller som det er mulig at mikroskopiske sorte hull eller merkelig materie kan genereres ved LHC . Det er sporadiske advarsler om at LHC kan ødelegge jorden. En gruppe rundt biokjemikeren Otto Rössler anket sak mot igangsetting av LHC ved Den europeiske menneskerettighetsdomstolen . Den tilhørende hastesøknaden ble avvist av retten i august 2008. Den tyske føderale forfatningsdomstolen nektet å godta en konstitusjonell klage i februar 2010 på grunn av mangel på grunnleggende betydning og manglende utsikter til suksess. Forskere har gjentatte ganger uttalt at LHC og andre partikkelakseleratorer ikke utgjør noen fare. Hovedargumentene er at for det første vil de teoretisk mulige, mikroskopiske sorte hullene direkte utslette i stedet for å absorbere mer og mer masse eller energi fra miljøet, som fryktet, og at, for det andre, den naturlige kosmiske strålingen hele tiden treffer jordens atmosfære med jevn høyere energi enn i LHC og treffer andre himmellegemer uten å forårsake katastrofe.

Forskningsmål og tidligere resultater

Grunnundersøkelser

Forskerne håper at eksperimentene ved LHC vil svare på grunnleggende spørsmål om naturens grunnleggende krefter , strukturen til rom og tid og forholdet mellom kvantefysikk og relativitetsteorien . Eksperimentene ved LHC vil enten bekrefte standardmodellen for elementær partikkelfysikk eller vise at korreksjoner til det fysiske verdensbildet er nødvendige.

Den høye kollisjonsenergien til LHC betyr at det ikke er protonene som helhet, men deres individuelle komponenter, kvarker og gluoner , som kolliderer uavhengig av hverandre. I de fleste tilfeller er bare en enkelt kvark eller gluon av hvert av de to protonene involvert i kollisjonen. Selv om protonens energi har en nøyaktig definert verdi før kollisjonen, kan energien og momentet til individuelle kvarker eller gluoner variere over et bredt spekter i henhold til partonfordelingsfunksjonene , slik at kollisjonsenergien til de to faktisk relevante kollisjonspartnerne ikke kan være nøyaktig bestemt. På grunn av dette er det på den ene siden mulig å søke etter nylig genererte partikler i et stort energiområde til tross for protonens konstante energi, og derfor kalles LHC for en "oppdagelsesmaskin". På den annen side er muligheten for nøyaktig måling av visse egenskaper til disse nye partiklene begrenset. Av denne grunn vurderes allerede en etterfølger til LHC. I International Linear Collider , som tidligere i LEP, skal elektroner og positroner bringes til kollisjon igjen. Deres energi kan justeres nøyaktig, og i motsetning til protoner har de ingen - i det minste ingen kjente - underkonstruksjon.

Higgs boson

Feynman-diagram over vektorbosonfusjon, en fremtredende prosess for generering av Higgs-bosoner

En av hovedoppgavene til LHC var søket etter Higgs boson , den siste partikkelen i standardmodellen for partikkelfysikk som ennå ikke er definitivt bevist . 4. juli 2012 rapporterte forskergruppene ved ATLAS- og CMS- detektorene at de hadde funnet et nytt boson; ytterligere målinger bekreftet at partikkelen oppførte seg som forventet fra Higgs-bosonen. Higgs partikkelen bekrefter teorier ved hjelp av hvilke massene av elementærpartiklene tilføres Standardmodellen eller inn i Glashow-Weinberg-Salam teori av den elektrosvak vekselvirkning . Med andre ord bekrefter Higgs boson eksistensen av det såkalte Higgs-feltet og den underliggende Higgs-mekanismen ; dette feltet er allestedsnærværende i universet, og gjennom samhandling med de grunnleggende partiklene, fører det til deres masse .

For den relaterte teorien, utgitt i 1964, ble François Englert og Peter Higgs tildelt Nobelprisen i fysikk i 2013 .

Quark-Gluon plasma

Driftsmåten for kollisjon av blykjerner, som brukes sjeldnere enn protonkollisjoner, brukes til å kort generere et veldig høyenergiplasma av kvasifrie kvarker og gluoner, et såkalt kvarkgluonplasma . På denne måten simulerer og undersøker ALICE-detektoren forholdene som hersket kort tid etter Big Bang i henhold til Big Bang-modellen .

Spesifikasjon av standard modellparametere

Sammenlignet med tidligere akseleratorer har LHC et høyere energiområde og en høyere datahastighet. Det er derfor egnet for å bestemme egenskapene til elementære partikler av standardmodellen som allerede er verifisert mer presist enn det som var mulig i tidligere eksperimenter. I det forrige eksperimentet kunne Tevatron, den tyngste av de tidligere kjente elementære partiklene, toppkvarken , faktisk oppdages, men dens egenskaper kunne bare bestemmes veldig nøyaktig på grunn av det lille antallet produserte partikler og den dårlige statistikken som følge av den . På LHC genereres derimot toppkvarker i stort antall, noe som muliggjør en mer detaljert studie av egenskapene til denne partikkelen. Dette gjør den til den første såkalte “t-fabrikken”. I tillegg ble det funnet flere nye hadroner ved LHC , for eksempel χb (3P) meson eller Ξcc baryon .

Et annet viktig forskningsfelt er materie-antimaterie-asymmetri i universet, som ikke forklares av de vanlige big bang-teoriene. Med asymmetri forstås det faktum at det synlige universet består utelukkende av materie og ikke av like deler av materie og antimateriale. Studiet av B-fysikk , med fokus på LHCb- eksperimentet, skal bidra til å måle CKM-matrisen mer presist. Denne matrisen inneholder en CP-krenkende del, som er en viktig byggestein for forklaringen på sak-antimaterie-asymmetri. Imidlertid kan størrelsen på CP-overtredelsen som standardmodellen forutsier ikke forklare den observerte asymmetrien, slik at målingene også brukes til å lete etter avvik fra standardmodellen. Den LHCb samarbeidet var i stand til å demonstrere CP brudd i B s mesoner for første gang.

Testene av Standardmodellen undersøker også en av de sjeldne nedbrytning av B s 0 - meson i to myoner , som først ble observert ved LHC. Spådommen om at omtrent tre av en milliard B s 0 mesoner forfaller på akkurat denne måten ble bekreftet i LHCb-detektoren og deretter av CMS. Uten dette forfallet, ville et slikt måleresultat ellers bare være mulig med en sannsynlighet på mindre enn 0,001%.

Fysikk utover standardmodellen

Prosess i en supersymmetrisk modell: en gluon g og en down quark forvandles til deres respektive superpartnere. Disse brytes ned til de letteste superpartnerne , som indirekte kan registreres på grunn av mangel på total impuls.

Ved gjennomgangen av standardmodellen og den nøyaktige målingen av parametrene er den også intens ved LHC for ledetråder til fysikk utover standardmodellen ( engelsk fysikk utover standardmodellen ). Den aller største innsatsen er viet til å finne indikasjoner på supersymmetri . Siden den supersymmetriske utvidelsen av standardmodellen er veldig kompleks, tester LHC hovedsakelig visse supersymmetriske modeller, for eksempel den minimale supersymmetriske standardmodellen (MSSM). Noen av de nye partiklene som vises i disse modellene, for eksempel den letteste supersymmetriske partikkelen , representerer en mulig partikkelfysisk forklaring på det mørke stoffet som postuleres i astrofysikk . Videre er supersymmetri en del av de fleste modeller som kombinerer de tre interaksjonene med standardmodellen - såkalte store enhetlige teorier . Det er også nødvendig for super strengteori . Det antas i spesialistkretser at mange superpartnere har en masse i området fra omtrent 100 GeV til 1 TeV og derfor i prinsippet kan genereres og måles ved LHC. Et typisk signal for supersymmetri ville være å opprette elektrisk nøytrale superpartnere. Disse mulige partiklene av mørk materie kan ikke registreres direkte av detektoren, men er merkbare under rekonstruksjonen av hele kollisjonsprosessen via spesielle forfallssignaturer med høy mangel på momentum . Mange av de testede modellvariantene anses allerede å være ekskludert basert på resultatene av LHC-eksperimentene. De siste søkene etter supersymmetriske partikler (status 05/2019) lyktes heller ikke.

Et annet forskningsobjekt innen fysikk utover standardmodellen er på grunn av deres lille størrelse tidligere uoppdagede romlige dimensjoner. Disse ekstra dimensjonene kan bli merkbare gjennom økt interaksjon med gravitoner , gjennom påvisning av små Kaluza-partikler eller gjennom opprettelse av kortvarige mikroskopiske sorte hull .

framtid

LHC forventes å slutte i 2035. Det er imidlertid forskjellige planer frem til dette punktet. Fram til og med 2018 var hovedprioriteten å øke lysstyrken, den andre store renoveringspausen i 2019 og 2020 er å øke dette ytterligere. Forakseleratorene forbedres også. I tillegg skal kollisjonsenergien øke til 14 TeV. I tillegg vil de interne detektorene til ALICE, CMS og LHCb byttes ut for å oppnå en høyere oppløsning og for å redusere strålingsskader i detektorene. Omstart startet våren 2021, de neste eksperimentene skal begynne våren 2022.

Ytterligere forbedringer forventes fra 2024, hvor den eksakte implementeringen også vil avhenge av funnene som ble gjort frem til det tidspunktet. Det er planlagt å forberede gasspedalen og eksperimentene for en enda høyere lysstyrke ( High Luminosity LHC , HL-LHC). For å gjøre dette må antall partikler i omløp økes ytterligere. I tillegg brukes nye kvadrupoler for å bedre fokusere partikkelstrålen. I tillegg spesielle hulrom , såkalte krabbe hulrom , planlegges, som roterer de avlange partikler pakker kort før det punktet for gjensidig påvirkning, slik at de støter mot hverandre så sentralt som mulig, og således trenge inn i hverandre bedre.

I en fjernere fremtid er det flere ideer om hvordan gasspedalen kan fortsette å brukes. Ett konsept sørger for konvertering av LHC til enda høyere energier ( High Energy LHC ). For dette ville det være nødvendig å øke feltstyrken til alle dipolmagneter fra den nåværende 8,3  Tesla til 20 Tesla og å bruke nye typer kvadrupoler, hvorved energier på 16,5 TeV (tyngdepunkt energi 33 TeV) kunne oppnås. Lysstyrken ville da lide som et resultat, siden bare halvparten så mange partikkelpakker kunne akselereres. Ettermontering til en Hadron Electron Collider ( LHeC ) vil også være mulig.

weblenker

Commons : Large Hadron Collider  - Album med bilder, videoer og lydfiler
 Wikinews: Large Hadron Collider  - i nyhetene

litteratur

  • Oliver Sim Brüning (red.) Inter alia: LHC design report. Volum I: LHC-hovedringen. CERN, Genève 2004, ISBN 92-9083-224-0 . På nett. (PDF; 39,7 MB).
  • CERN Kommunikasjonsgruppe: Destination Universe. Den utrolige reisen til en proton i Large Hadron Collider. CERN, Genève 2008, ISBN 978-92-9083-316-1 . På nett. (PDF; 155 MB).
  • CERN kommunikasjonsgruppe (oversettelse av Th. Naumann): LHC - en guide. CERN, 2009 (PDF; 26 MB). Hentet 30. juli 2013.

Individuelle bevis

  1. ↑ LHC - The Great Hadron Storage Ring. (PDF; 1 MB) CERN - European Organization for Nuclear Research, juni 2006, åpnet 3. august 2013 .
  2. ^ A b Nobelprize.org: Nobelprisen i fysikk 2013. Hentet 8. oktober 2013.
  3. ↑ a b c d e f g h i Lyndon Evans, Philip Bryant: LHC Machine . I: Journal of Instrumentation . teip 3 , nei. 8 , 2008, s. 1–2 , doi : 10.1088 / 1748-0221 / 3/08 / S08001 .
  4. ↑ LHC-milepæler. DSU - Communication Group, 2008, åpnet 30. juli 2013 .
  5. ↑ a b c lhc-facts.ch: Historien om LHC. Kronologi for LHC 1980 til 2008. Hentet 7. september 2013.
  6. ^ Anna Di Ciaccio: ATLAS Muon Spectrometer. (PDF; 1,3 MB), 7. intern. Konferanse om avansert teknologi og partikkelfysikk, oktober 2001. Hentet 14. september 2013.
  7. ↑ Lucas Taylor: Bruk av russiske marineskjell. 23. november 2011, åpnet 14. september 2013 .
  8. ↑ Ulrich Ellwanger: Fra universet til elementære partikler. En første introduksjon til kosmologi og de grunnleggende interaksjonene . 2. utgave. Springer, 2011, ISBN 978-3-642-15798-1 , pp. 108 .
  9. ^ Anaïs Schaeffer: Bruk nødutgangen. CERN Bulletin, 6. mai 2013, åpnet 30. juli 2013 .
  10. ↑ CERNs pressekontor: CERN lanserer analyse av LHC-hendelsen. 16. oktober 2008, åpnet 15. januar 2016 .
  11. ↑ Partikkelakselerator tredobler energirekorden. Spiegel Online, 19. mars 2010, åpnet 30. juli 2013 .
  12. ERN CERN Press Office: LHC setter ny rekord - akselererer strålen til 3,5 TeV. 19. mars 2010, åpnet 30. juli 2013 .
  13. ↑ CERNs pressekontor: LHC-forskningsprogrammet starter. 30. mars 2010, åpnet 15. januar 2016 .
  14. ↑ CERNs pressekontor: LHC-protonløp for 2011 når vellykket konklusjon. 31. oktober 2011, åpnet 15. januar 2016 .
  15. ↑ CERNs pressekontor: CERN kunngjør LHC å løpe i 2012. 31. januar 2011, åpnet 15. januar 2016 (engelsk).
  16. ↑ 2013 LHC & Injector Schedule. (PDF; 257 kB) 31. juli 2012, arkivert fra originalen 15. mars 2013 ; åpnet 25. november 2012 .
  17. ERN CERNs pressekontor: De første LHC-protonene løper med en ny milepæl. 17. desember 2012, åpnet 30. juli 2013 .
  18. ↑ Restart ved Cern: Verdens maskinen er i gang igjen. Spiegel Online, 5. april 2015, åpnet 5. april 2015 .
  19. ^ A b Første bilder av kollisjoner ved 13 TeV. 21. mai 2015, åpnet 21. mai 2015 .
  20. ↑ a b LHC utvikler seg mot høyere intensiteter. 24. august 2015, åpnet 21. september 2015 .
  21. ↑ 2016: et eksepsjonelt år for LHC. 6. desember 2016, åpnet 1. mai 2017 .
  22. ↑ Kick-off for LHC fysikk sesongen 2017. 23. mai 2017, åpnet 25. mai 2017 .
  23. ↑ a b Registrer lysstyrke: godt utført LHC . 15. november 2017. Hentet 2. desember 2017. 
  24. ↑ 2018 data-tar løp ved LHC har begynt. 30. april 2018, åpnet 10. juni 2018 .
  25. ^ Viktige planer for de neste to årene av LHC. 10. desember 2018, åpnet 11. oktober 2019 .
  26. ↑ LHC-nøkkel overlevert for bruk. 24. mars 2021, åpnet 31. mai 2021 .
  27. ↑ a b Langsiktig LHC-tidsplan. Tilgang 31. mai 2021 .
  28. ↑ a b c d e CERN kommunikasjonsgruppe: LHC - en guide. CERN 2009 (PDF; 26 MB), åpnet 30. juli 2013, s. 20.
  29. ↑ lhc-facts.ch: LHC - vakuumteknologi. Hentet 7. september 2013 .
  30. ↑ weltmaschine.de: LHC - fakta og tall. Hentet 30. juli 2013 .
  31. ^ Lyndon Evans, Philip Bryant: LHC Machine . I: Journal of Instrumentation . teip 3 , nei. 8 , 2008, s. 88-89 , doi : 10.1088 / 1748-0221 / 3/08 / S08001 .
  32. ↑ K. Barth, V. Benda, S. Claudet, M. Pezzetti, O. Pirotte, B. Vullierme: Upgrade of the Liquid Helium Storage for the Large Hadron Collider. (PDF; 314 kB). 24. internasjonale Cryogenic Materials Conference, Fukoaka, Japan 2012 (CERN-ATS-2013-002).
  33. ↑ iter.org: Kryogenikk
  34. ^ Philipp Gramlich: LHC: Large Hadron Collider
  35. ↑ Kryostatdesign: Case Studies, Principles and Engineering, kapittel 3
  36. Rich Ulrich Schnabel: Spook i ringen. Hentet 7. september 2019 .
  37. ↑ LS2-rapport: CERNs nyeste gasspedal våkner. Hentet 11. januar 2021 .
  38. Iver Oliver Sim Brüning et al. (Red.): LHC designrapport. Volum I: LHC-hovedringen. (PDF; 38,7 MB). CERN, Genève 2004, s. 21.
  39. ↑ LHC morgenmøte: 27. juni 2016. ( Memento 27. juni 2016 i Internettarkivet ) s. 14.
  40. ↑ CERN-kommunikasjonsgruppe: LHC - en guide. (PDF, 26 MB). CERN, 2009, åpnet 30. juli 2013, s.13.
  41. ↑ Michael Krause: CERN - I katedraler av teknologi: Møter på CERN . John Wiley & Sons, 12. august 2013, ISBN 978-3-527-67009-3 , s. 111 ff. (Skrevet 22. september 2013).
  42. Cou L. Coull et al.: LHC Magnet Quench Protection System. (PDF; 3 MB) Hentet 22. september 2013 .
  43. ↑ lhc-facts.ch: Radioaktivitet. Farer og risikoer ved LHC. Hentet 22. september 2013.
  44. ↑ FIBER: CERN godkjenner nytt eksperiment for å lete etter langvarige, eksotiske partikler. Tilgang 1. januar 2020 .
  45. ↑ FASERs nye detektor forventet å fange nøytrino fra første kollider. Tilgang 1. januar 2020 .
  46. ↑ Datamaskin. CERN, 2016, åpnet 25. mai 2016 .
  47. ↑ databehandling. I: lhc-facts.ch. Adrian Schmitz, åpnet 6. august 2013 .
  48. ↑ Tobias Hurter, Max Rauner: En Big Bang på jorden. I: Andreas Sentker (red.): Fascination Cosmos: Planets, Stars, Black Holes. Spectrum Academic Publishing House, 2008, ISBN 978-3-8274-2001-5 .
  49. ↑ Verdensomspennende LHC Computing Grid (WLCG) - Velkommen. 2015, åpnet 15. januar 2016 (tallet som er oppgitt er summen av 12 nivå 1 og ≈ 140 nivå 2 klynger).
  50. ↑ CERN EN / EL Group: Kort beskrivelse av CERN Electrical Network. Hentet 30. juli 2013 .
  51. ↑ lhc-facts.ch: LHC-parametere og data. Hentet 30. juli 2013.
  52. ↑ weltderphysik.de: Hva er energiforbruket til LHC? Hentet 30. juli 2013.
  53. ↑ Florian Freistetter: Det kaldeste stedet i universet ... ScienceBlogs, 1. juli 2008, åpnet 30. juli 2013.
  54. ↑ Luciano Maiani: LHC Cost Review to Completion . CERN. 16. oktober 2001. Arkivert fra originalen 17. juni 2004. Hentet 17. juni 2004.
  55. ↑ Toni Feder: CERN griper med LHC Cost Hike . I: Fysikk i dag . 54, nr. 12, desember 2001, s. 21. doi : 10.1063 / 1.1445534 .
  56. ↑ LHC sesong 2: fakta og tall.
  57. ^ Adrian Kent: Et kritisk blikk på risikovurderinger for globale katastrofer . I: Risikoanalyse . teip 24 , nei. 1 , 2004, s. 157–168 , doi : 10.1111 / j.0272-4332.2004.00419.x , arxiv : hep-ph / 0009204 .
  58. ^ Rainer Plaga: På den potensielle katastrofale risikoen fra metastabile kvantesorte hull produsert ved partikkelkollider. 10. august 2008. arxiv : 0808.1415 .
  59. ↑ Felix Knoke: Frykt for verdens ende - Amerikanere klager over partikkelakseleratorer. I: Spiegel Online. 31. mars 2008, åpnet 23. august 2011 .
  60. ↑ Holger Dambeck: Domstolen avviser hastesøknad mot superakseleratorer . I: Spiegel Online. Hentet 23. august 2011 .
  61. ↑ Forbundskonstitusjonell domstol : BVerfG avviser tiltak mot superakseleratorer. 2 BvR 2502/08 av 18. januar 2010, tilgjengelig 31. juli 2013.
  62. ↑ J.-P. Blaizot et al.: Studie av potensielt farlige hendelser under tunge ionekollisjoner ved LHC. (PDF; 176 kB), CERN Theoretical Physics Division, 28. februar 2003, åpnet 31. juli 2013.
  63. ^ Arnon Dar, Alvaro De Rújula, Ulrich Heinz: Vil relativistiske tunge ionekollider ødelegge planeten vår? Phys. Lett. B 470, 1999, s. 142-148. arxiv : hep-ph / 9910471 .
  64. ↑ W. Busza u a.: Gjennomgang av spekulative "katastrofescenarier" på RHIC. Rev. Mod. Phys. 72, 2000, s. 1125-1140.
  65. ↑ SB Giddings: Astrofysiske implikasjoner av hypotetiske stabile TeV-skala sorte hull. I: Proceedings of APS / DPF / DPB Summer Study on the Future of Particle Physics. Snowmass, Colorado, 2001, s. P328, arxiv : hep-ph / 0110127 .
  66. ^ Uttalelse om påstandene fra professor Rössler. (PDF; 82 kB), Committee for Elementary Particle Physics (KET), 30. juli 2008, åpnet 31. juli 2013.
  67. ^ J. Ellis , GF Giudice , ML Mangano, I. Tkachev, U. Wiedemann: Review of the Safety of LHC Collisions. I: Journal of Physics G : Nuclear and Particle Physics. Bind 35, 115004 (2008). arxiv : 0806.3414 .
  68. ↑ G. Weiglein et al.: Fysikk-samspill mellom LHC og ILC . I: Fysikkrapporter . teip 426 , nr. 2-6 , 2006, s. 47-358; her s. 1–10 , doi : 10.1016 / j.physrep.2005.12.003 , arxiv : hep-ph / 0410364 .
  69. ↑ M. Spira, A. Djouadi, D. Graudenz, RM Zerwas: Higgs bosonproduksjon ved LHC . I: Nuclear Physics B . teip 453 , nr. 1-2 , 1995, s. 17-82 , doi : 10.1016 / 0550-3213 (95) 00379-7 , arxiv : hep-ph / 9504378 .
  70. ↑ CERNs pressekontor: CERN-eksperimenter observerer partikkler i samsvar med ettertraktede Higgs-boson. 4. juli 2012, åpnet 30. juli 2013 .
  71. ↑ Ker Than: Densest Matter Created in Big-Bang Machine. National Geographic News, 24. mai 2012; åpnet 30. juli 2013.
  72. ^ W. Bernreuther: Toppkvarkfysikk ved LHC . I: Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics . teip 35 , nei 8 , 2008, s. 083001 , doi : 10.1088 / 0954-3899 / 35/8/083001 , arxiv : 0805.1333 .
  73. ↑ ATLAS-samarbeid: Observasjon av en ny chi_b-tilstand i strålende overganger til Upsilon (1S) og Upsilon (2S) ved ATLAS . 21. desember 2011, arxiv : 1112.5154v1 .
  74. ↑ LHCb-samarbeid: Observasjon av glade Lambda b0- baryoner . 27. oktober 2012, arxiv : 1205.3452 .
  75. ↑ CMS-samarbeid: Observasjon av en ny Xi (b) baryon . 21. juni 2012, arxiv : 1204.5955 .
  76. ↑ P. Ball et al. B henfaller ved LHC. CERN, 25. mars 2000, arxiv : hep-ph / 0003238v3 , s. 105.
  77. ↑ CERNs pressekontor: LHCb-eksperiment observerer ny materie-antimaterieforskjell. 24. april 2013. Hentet 21. juli 2013 .
  78. ↑ CERNs pressekontor: CERN-eksperimenter setter Standard Model på en streng test. 19. juli 2013. Hentet 21. juli 2013 .
  79. ↑ CMS Samarbeid: Måling av B s ditt → PM May forgrening fraksjon og søke etter B 0 ditt → PM May med CMS eksperiment . 21. juli 2013, arxiv : 1307.5025v1 .
  80. ^ I. Hinchliffe, FE Paige, MD Shapiro, J. Söderqvist, W. Yao: Precision SUSYmålinger ved CERN LHC . I: Physical Review D . teip 55 , nr. 9 , 1997, s. 5520-5540 , doi : 10.1103 / PhysRevD.55.5520 , arxiv : hep-ph / 9610544 .
  81. ↑ ATLAS Supersymmetry (SUSY) søker . Hentet 14. september 2013.
  82. ↑ ATLAS undersøker nytt supersymmetrisk territorium - Nye studier fra ATLAS-samarbeidet søker etter hypotetiske "supersymmetriske" partikler rundt ukjente hjørner (23. mai 2019) . Hentet 5. september 2019.
  83. ↑ Gouranga C Nayak: Graviton og Radion Production ved LHC: Fra pp og PbPb Collisions . I: High Energy Physics - Fenomenology . 2002, arxiv : hep-ph / 0211395 .
  84. ↑ Savas Dimopoulos, Greg Landsberg: Black Holes at the Large Hadron Collider . I: Physical Review Letters . teip 87 , nr. 16 , 2001, s. 161602 , doi : 10.1103 / PhysRevLett.87.161602 , arxiv : hep-ph / 0106295 .
  85. ^ Frédérick Bordry: LHC-status og Outlook. EPS 2017.
  86. ^ Anaïs Schaeffer: LHC og dens etterfølgere. CERN Bulletin, 19. mars 2012, åpnet 15. august 2013 .

Koordinater: 46 ° 14 ′ 0 ″  N , 6 ° 3 ′ 0 ″  E ; CH1903:  492 881  /  121.16 tusen