10 februari 2012

Artikelen Reacties

Je bent hier: Home / Archief voor CERN

Wat komt er na de Large Hadron Collider?

17 december 2011 Door Reageer

Ontwerp van de Compact Linear Collider, CLIC

Deze week mocht de wereld uitgebreid getuige zijn van de presentaties in Genève, waarin het Europese deeltjesinstituut CERN bekendmaakte dat met de Large Hadron Collider – ‘s werelds grootste deeltjesversneller – aanwijzingen zijn gevonden voor het bestaan van een Higgs boson met een massa van ongeveer 125 GeV. Nee, bewijs er voor kon nog niet worden geleverd, maar dat dat zal wel ergens in 2012 het geval zijn, zo is op dit moment de redenering. OK, je zou denken dat de natuurkundigen op hun lauweren rusten en gewoon doorgaan met de protonenbotsingen in de LHC, om daarmee volgend jaar het ‘Nobelprijs-proof’ bewijs te leveren. Maar niets is minder waar, want natuurkundigen nemen geen genoegen met het grootste en duurste instrument (€ 3,1 miljard voor de LHC, exclusief detectoren) voor deeltjesonderzoek, ook al ondergaat de LHC volgens de planning in 2014 nog een upgrade, waardoor de botsingsenergie van 7 TeV omhoog gaat naar 14 TeV – mogelijk door het gebruik van een nieuwe generatie supergekoelde magneten1. Ze denken al weer vooruit aan nieuwe instrumenten, die nóg meer kunnen dan de LHC. Per slot van rekening kan men met de LHC het Higgs boson ontdekken, maar dan weet je nog weinig details, behalve diens massa. Zijn er bijvoorbeeld meerdere varianten van het Higgs boson, heeft deze supersymmetrische eigenschappen, enzovoorts. Allemaal vragen waar een nieuwe generatie deeltjesversnellers antwoord op moet geven. Daarom liggen er op de tekentafels van de bouwers al twee opvolgers van de LHC:

  • de International Linear Collider (ILC): is de LHC een 27 km grote cirkel, de ILC daarentegen is een versneller die één rechte lange lijn is. Er wordt geen gebruik gemaakt van de protonen, de grootste stabiele deeltjes, maar van de veel lichtere electronen en muonen. Protonen produceren bij hun botsingen een grote hoeveelheid deeltjes, waar veel oninteressante deeltjes (ruis) bij zitten en waarvan de computers maar moeten ontdekken wat bruikbaar is en wat niet. De ILC produceert met z’n lichtere deeltjes veel schonere botsingen, die minder ruis opleveren. De botsingsenergie ligt tussen 500 GeV en 1 TeV – minder dan bij de LHC, maar veel effectiever.
  • de compact linear collider (CLIC), die vergelijkbaar is met de ILC, maar wiens botsingsenergie hoger ligt: tot 3 of zelfs tot 5 TeV. De bedoeling van CLIC is dat met een bundel electronen met hoge intensiteit, maar lager energie een tweede bundel van electronen wordt opgestuwd tot grote energie, resulterend in zeer schone botsingen.
Aan beide versnellers zijn uiteraard peperdure prijskaartjes verbonden – $ 6,75 miljard voor de ILC, de kosten van CLIC weet ik even niet, maar dat zal niet voor een grijpstuiver zijn. :bron: Bron: viXra.

 

Noot:
  1. Er wordt zelfs gesproken over een extreme upgrade richting 33 TeV. [↩]
Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , , , , , ,

Hoe zit dat nou met de Higgs-data en het ‘look elsewhere effect’?

14 december 2011 Door Reageer

Phil Gibb's berekening van het signaal bij 125 GeV van het Higgs boson

De uitkomst van de gisteren door CERN gegeven presentaties van de speurtocht met de Large Hadron Collider naar het Higgs boson is dat er wel aanwijzingen zijn voor het bestaan ervan bij een massa van ongeveer 125 GeV, maar dat er nog geen sprake is van een heuse ontdekking.  Met de ATLAS-detector kwam een signaal (‘excess’) uit de hoge hoed bij 126 GeV, pakweg 100 kandidaat Higgs-bosonen, met een statistische betrouwbaarheid van 3,6σ, rekening houdend met het zogenaamde look elsewhere effect (LEE) zakkend naar 2,3σ. Met CMS zagen ze een signaal bij 124 GeV, ook zo’n 100 kandidaten, met een 2,6σ betrouwbaarheid, zakkend naar 1,9σ met LEE. Van een ontdekking mag officieel pas sprake zijn bij 5σ, d.w.z. als de kans dat het signaal het gevolg is van toeval – zeg maar van ‘ruis’- kleiner is dan 1 op miljoen. Die 3,6σ en 2,6σ zijn resultaten waar de natuurkundigen op dit moment tevreden over kunnen zijn, maar door dat LEE wordt dat flink onderuit gehaald. Vraag is dus: wat is nou precies dat look elsewhere effect? Eh… andere vraag: moeten we dat het ‘Kijk-ook op-andere-plekken-effect noemen? Ik dacht het niet. :-) Het gaat in draait het allemaal om statistieken. In de ondergrondse 27 km lange tunnelsvan de LHC zijn in 2011 pakweg 350 biljoen protonen met een botsingsenergie van 7 TeV tegen elkaar geknald. De krankzinnige hoeveelheid gegevens die deze botsingen opleveren heeft men op diverse wetenschappelijke instituten en universiteiten in Europa geanalyseerd – en analyseert men nog steeds.  Bij de uitkomsten die men krijgt moeten de natuurkundigen zich telkens de vraag stellen: is dat signaal wat ik zie echt of is het een fluctuatie, ruis? Als men dus zo’n bubbeltje in de gegevens ziet, is die dan echt? Neem als voorbeeld de ‘resonantie’ die ze april dit jaar met dezelfde ATLAS-detector in het zogenaamde γγ-kanaal zagen bij 115 GeV. Die had een betrouwbaarheid van 4σ, dus méér dan die van gisteren. Wat bleek een paar weken later: dat die resonantie niet echt is. Nou zijn de gisteren gepubliceerde resultaten en hun ‘sigma’s’ op meer data gebaseerd dan die van april, dus leidt er niet uit af dat de resonantie van april ‘harder’ is dan die van gisteren. Belangrijk in dit verband is welk massabereik je onderzoekt, d.w.z. welke mogelijke massa’s van het Higgs boson je bekijkt. Neem je een groot bereik, bijvoorbeeld 100 tot 750 GeV, dan zal de kans groot zijn dat er ergens een signaal of resonantie opduikt. Beperk je je onderzoek tot een klein bereik, bijvoorbeeld 140 tot 145 GeV, dan is die kans een stuk kleiner. De kans dat je een signaal ziet hangt dus af van een soort ‘boost factor’, (M2-M1)/W, waarin M1-M2 het massabereik is en W de ‘breedte’ van het opgepikte signaal. Door die factor kon de in april gedetecteerde resonantie feitelijk 10 tot 100 keer te hoog liggen en gaf het een verkeerde statistische betrouwbaarheid – niet voor niets dat men zegt dat er drie soorten leugens zijn: leugens, grove leugens, en statistieken. LEE is waar het hier om draait: op welke plekken in dat spectrum van mogelijke massa’s kijk je allemaal op zoek naar bobbeltjes, signalen, resonanties? Hoe meer plekken je in de gaten houdt, des te meer kans dat je dergelijke dingen tegenkomt. Met dit effect moet men bij de speurtocht naar het Higgs boson rekening houden en daarom past men bij de analyses van de metingen die factor toe, eh… niet die simpele (M2-M1)/W, maar een behoorlijke complexe factor. En dat verlaagt vervolgens, zoals we gezien hebben, de betrouwbaarheid. Ik heb overigens in de figuur hierboven de resultaten staan die de natuurkundige Phil Gibbs – van de blog viXra – heeft gemaakt op basis van de gepubliceerde data van ATLAS en CMS. Hij heeft de data in het γγ- als in het ZZ-kanaal van de twee detectoren gecombineerd en de groene verticale strook daarin geeft het meest waarschijnlijke massabereik van het Higgs boson aan: yep, ergens rond 125 GeV. :bron: Bron: viXra + Tommasso Dorigo op CMS.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , , ,

CERN vindt met LHC eerste aanwijzingen voor Higgs boson rond 125 GeV

13 december 2011 Door Reageer

De waarneemgegevens van ATLAS wijzen op een Higgs boson bij 126 GeV

In de twee presentaties die vanmiddag zijn gegeven bij het Europese deeltjes-onderzoeksinstituut CERN is naar voren gebracht dat er aanwijzingen gevonden zijn voor het bestaan van het Higgs boson met een massa rond 125 GeV/c². In de ene presentatie werden de gegevens bekendgemaakt van de ATLAS-detector, in de andere van de CMS-detector, beiden verbonden aan de Large Hadron Collider (LHC), ‘s werelds grootste deeltjesversneller op de grens van Zwitserland en Frankrijk. ATLAS-baas Fabiola Gianotti wist te vertellen dat er een signaal (‘excess’) is waargenomen bij 126 GeV, met een statistische betrouwbaarheid van 3,6σ. Rekening houdend met het zogenaamde look elsewhere effect1 zakt die betrouwbaarheid naar 2,3σ. Bij die laatste betrouwbaarheid is er 2% kans dat het signaal niet echt is, maar statistische ruis. Bij concullega-detector CMS zien ze een signaal bij 124 GeV en met een 2,6σ betrouwbaarheid, zakkend naar 1,9σ met het LEE-effect, aldus CMS-baas Guido Tonelli in z’n presentatie. Higgs bosonen zwaarder dan 127 GeV worden door CMS uitgesloten. Door ATLAS wordt het massabereik van Higgs bosonen beperkt tot ergens tussen 115 en 131 GeV. En hoe zit het dan met de aanwijzingen voor SUSY, supersymmetrie? Die zijn (nog) niet gevonden met de LHC, maar het bestaan van een licht SM Higgs boson, d.w.z. eentje volgens het Standaard Model rond 125 GeV, is gunstig voor SUSY, aldus CERN-opperbaas Ralf Heuer zojuist tijdens een persconferentie. Voor de geïnteresseerden: hier kan je de presentaties van ATLAS en CMS vinden. :bron: Bron: New Scientist + A quantum diaries survivor + Physics World.

Noot:
  1. Niet onbelangrijk wat Tomasso Dorigo – natuurkundige werkzaam bij CMS en blogger van ‘A Quantum Diaries Survivor’ – over dit effect te melden heeft: “[...] I do not believe we need to worry anymore too much about the look-elsewhere effect (aka trials factor), which is a derating of the local significance due to the many places you look.“ [↩]
Onderwerp: elementaire deeltjes, favoriet Tags: , , , ,

Laatste roddels vóór de CERN-presentaties over het Higgs boson

12 december 2011 Door 3 Reacties


Morgen (dinsdag 13 december 2011) vanaf 14.00 uur worden bij CERN in Genève twee presentaties gegeven over de speurtocht naar het beroemde Higgs boson, ook wel het Higgs deeltje of God deeltje genoemd, de ene over de resultaten die met de ATLAS-detector zijn geboekt, de andere met de CMS-detector, beiden verbonden aan de Large Hadron Collider (LHC), ‘s werelds grootste deeltjesversneller. De presentaties en navolgende discussie met journalisten zijn live te volgen. Ik heb jullie sinds de eerste aankondiging van de presentaties met regelmaat vermoeid over het Higgs boson en over de vele geruchten die er over de ronde deden én doen. Een dag voor de presentaties is het goed om jullie nog even te voeden met de laatste roddels die rondzoemen. Zie het maar als een voorbereiding op morgen en dan moeten we maar kijken wat er allemaal van klopt.

  • De roddel die al weken de ronde doet blijft fier overeind: namelijk dat ergens rondom een massa-energie van 125 GeV zowel ATLAS als CMS een signaal hebben gezien. Géén 5σ-signaal dat als bewijs kan worden opgevat, daar zijn die schamele 350 biljoen botsingen tussen protonen veel te weinig voor. :-)
  • Bij ATLAS en CMS is dat signaal opgepikt bij het H→γγ kanaal, d.w.z. de variant waarbij een Higgs boson vervalt in twee fotonen. ATLAS schijnt een iets hogere betrouwbaarheid te hebben, 3σ versus 2,5σ.
  • Er schijnt ook een signaal te zijn in het H→ZZ*→4l kanaal, d.w.z. het kanaal waarbij het Higgs boson eerst vervalt in twee Z-bosonen en daarna in twee paar leptonen1, ook wel het gouden kanaal genoemd. ATLAS zou drie ‘gevalletjes’ (Engels: events) hebben gezien bij – alweer – 125 GeV, CMS zou ook drie gevalletjes tussen 117 en 121 GeV hebben gezien.
OK, genoeg geroddeld. Morgen kijken we allemaal naar the real thing! :bron: Bron: o.a. Not even wrong + Résonaances.
Noot:
  1. Feitelijk een lepton-paar en een antilepton-paar. Leptonen zijn electronen of hun zwaardere variant, de muonen. [↩]
Onderwerp: elementaire deeltjes, favoriet Tags: , , ,

Productie en verval van SM Higgs bosonen

10 december 2011 Door 1 Reactie

In de aanloop naar de presentatie komende dinsdag van de resultaten die men tot nu toe bereikt heeft in de jacht op het Higgs deeltje – ook wel het Higgs boson of ‘God deeltje’ genoemd – is het goed om even wat achtergrondinformatie te geven over die speurtocht. De theoretisch natuurkundige Matt Strassler heeft daar een tweetal zeer boeiende artikelen over geschreven en die gebruik ik als basis voor deze blog. Er volgt een derde artikel van zijn hand dit weekend, dus als ik die tijdig meekrijg zal ik ook daar melding van maken. Het gaat om de speurtocht naar het Higgs boson, welke ze afgelopen jaar bij de 27 km grote deeltjesversneller Large Hadron Collider (LHC) van CERN bij Genève hebben ondernomen. Aan de LHC zijn vier detectoren verbonden en twee ervan houden de botsingen tussen protonen in de gaten, de ATLAS- en CMS-detector. Op 13 december a.s. worden de resultaten bekendgemaakt na 350 biljoen van die botsingen. Belangrijk hierbij is te beseffen dat er van Higgs bosonen – in 1964 als eerste voorgesteld door de Britse natuurkundige Peter Higgs – grofweg twee modellen kunnen worden onderscheiden: Higgs bosonen volgens het Standaard Model en Higgs bosonen NIET volgens het Standaard Model. Daarbinnen zijn weer vele varianten, maar we concentreren ons in dit verhaal even op de lichte SM Higgs bosonen, d.w.z. de Higgs deeltjes die in overeenstemming zijn met het Standaard Model (SM) en die lichter zijn dan 140 GeV. Dat laatste is een maat voor de massa/energie, waarvan we sinds Einstein weten dat die beiden equivalent zijn (E=mc²). Een proton is ongeveer één Giga-electronvolt. SM Higgs bosonen kunnen op verschillende manieren bij de protonenbotsingen ontstaan en vrijwel direct erna vervallen – binnen 10-22 seconde – hetgeen ook weer op verschillende manieren kan gebeuren.

Productie van Higgs bosonen

In de figuur hieronder zie je de vijf mogelijke manieren waarop Higgs bosonen in de LHC kunnen worden geproduceerd en de mate waarin dat gebeurt. Op de x-as staat de theoretische massa van het Higgs boson, op de y-as een indicatie van de hoeveelheid geproduceerde Higgs bosonen. De waarde op de y-as moest in juni 2011 met 1000 worden vermenigvuldigd om de echte hoeveelheid Higgs bosonen te krijgen, op dit moment kan je ‘t met 5000 vermenigvuldigen en volgend jaar kan je het nog eens verdubbelen of zelfs verdrievoudigen – allemaal afhankelijk van de hoeveelheid gemeten botsingen.

Je ziet vijf manieren waarop een Higgs boson kan ontstaan:

  • pp → H (twee protonen leveren een Higgs boson op)
  • pp → qqH (twee protonen leveren een Higgs boson en twee quarks op, meestal op- of neer-quark)
  • pp → WH (twee protonen leveren een Higgs boson en een W-boson op)
  • pp → ZH (twee protonen leveren een Higgs boson en een Z-boson op)
  • pp → ttH (twee protonen leveren een Higgs boson en twee top-quarks op)
De dikte van de lijn in de grafiek geeft de mate van onzekerheid aan in de metingen. Ieder proton heeft een energie van 3,5 TeV (Tera-electronvolt), dus de botsingsenergie is 7 TeV. OK, als je de grafiek kijkt zou je denken dat je vooral die bovenste, blauwgekleurde lijn in de gaten moet houden, want die levert de meeste geproduceerde Higgs bosonen op. Maar dat is bedrieglijk, want die Higgs bosonen verdrinken letterlijk in een zee van vele andere deeltjes. Het signaal van Higgs bosonen komt niet uit boven de ruis die door die andere geproduceerde deeltjes wordt veroorzaakt. Om het nog een tikkeltje ingewikkelder te maken: bij alle vijf manieren die je hierboven vermeld ziet komt tussen de botsing van de protonen en de productie van het Higgs boson nog een fase voor, namelijk die waarbij eventjes ‘virtuele deeltjes’ ontstaan, in de figuur hieronder ‘disturbances’ genoemd. Protonen zelf zijn weer opgebouwd uit quarks en die worden bijeengehouden door de dragers van de sterke wisselwerking, de gluonen. Soms zijn bij de botsingen de quarks betrokken en soms de gluonen, zoals je kunt zien in deze figuur:

In deze figuur zijn de pp → WH en pp → ZH gecombineerd. De details van de vijf productieprocessen en de verschillende fasen daarin zal ik jullie besparen, maar belangrijk is dat zoals gezegd het Higgs boson vrijwel direct na z’n ontstaan weer vervalt. Bij de LHC proberen ze dus de combinatie van de mate waarin het Higgs boson wordt geproduceerd gecombineerd met de waarschijnlijkheid waarop het op een bepaalde manier vervalt te meten. Da’s waar het allemaal om draait.

Verval van Higgs bosonen

De Higgs bosonen zijn de dragers van het Higgs veld, welke zich overal in het heelal in gelijke mate bevindt. Alle elementaire deeltjes bewegen zich door dat Higgs veld en reageren er in meer of mindere mate op, hetgeen hun al of niet massa oplevert. Fotonen en gluonen reageren er niet op en die krijgen dan ook geen massa, de andere deeltjes reageren er wel op, alsof ze door stroop bewegen, en het Higgs boson geeft hun een hoeveelheid massa, die afhankelijk is van de mate waarop ze op die stroperigheid reageren. Net als met de productie van Higgs bosonen zijn er verschillende manieren waarop het deeltje kan vervallen, hetgeen je in de volgende grafiek ziet:

Het gaat met name om die witte verticale strook, want alles in het blauwe gedeelte aan weerszijden van de grafiek is door allerlei experimenten uitgesloten. Daar kan het Higgs boson zich qua massa dus niet bevinden. De mate waarin een Higgs boson van ongeveer 125 GeV kan vervallen verschilt per manier:

  • 60% vervalt in een bottom (b) quark/antiquark paar
  • 21% vervalt in een W boson
  • 9% vervalt in twee gluonen (g)
  • 5% vervalt in een tau lepton/antilepton paar
  • 2,5% vervalt in een charm (c) quark/antiquark paar
  • 2,5% vervalt in een Z boson
  • 0,2% vervalt in twee fotonen
  • 0,15% vervalt in een foton en Z boson
Studie van al deze manieren van verval laat zien in welke mate het Higgs veld én -boson reageren met het deeltje waarin het Higgs boson vervalt. De geruchten die afgelopen week de ronde doen over het waargenomen signaal van een Higgs boson bij 125 GeV concentreren zich op die  0.2% van de Higgs bosonen die vervallen in twee fotonen, het γγ- of difoton-kanaal. In een volgende blog zal ik proberen uit te leggen waarom juist dit kleine beetje zo belangrijk is. :bron: Bron: Of particular significance.
Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , ,

John Ellis verwacht de eerste glimp van het Higgs boson te zien

9 december 2011 Door 2 Reacties

John Ellis denkt dat we volgende week een glimp van het Higgs boson te zien krijgen

De beroemde Britse theoretisch natuurkundige John Ellis – vurig voorvechter van de theorieën van supersymmetrie – denkt dat we volgende week te horen zullen krijgen dat men bij CERN een glimp van het Higgs boson heeft gezien. Op dinsdag 13 december a.s. zullen de bazen van twee detectoren die verbonden zijn aan de Large Hadron Collider (LHC), ‘s werelds grootste deeltjesversneller van CERN, ieder een korte presentatie geven over de zoektocht naar het Higgs boson, ook wel het God deeltje genoemd. Eerst komt ATLAS-baas Fabiola Gianotti, en daarna CMS-baas Guido Tonelli. Het zoemt al een week van de geruchten dat er sprake zou zijn van een signaal dat men heeft gevonden bij protonenbotsingen, waarbij een Higgs boson met een energie van 125 GeV zou vervallen in twee fotonen, het zogenaamde difoton- of γγ-kanaal. Na analyse van zo’n 350 biljoen botsingen – ding dong, da’s welgeteld 350.000.000.000.000 knallen – zouden er wellicht 10 kandidaten zijn gevonden die een betrouwbaar signaal hebben afgegeven. BBC-wetenschapsredacteur Susan Watts wist deze week Ellis te spreken over de komende presentatie en klaarblijkelijk heeft hij hoge verwachtingen:

I think we are going to get the first glimpse. The LHC experiments have already looked high and low for this missing piece. It could be that it weighs several hundred times the proton mass, but that seems very unlikely, then there’s a whole intermediate range where we know it cannot be, then there’s the low mass range where we actually expect it might be. There seem to be some hints emerging there… and that’s what we’re going to learn on Tuesday. What we have at the moment is something we call the Standard Model, that describes all fundamental particle physics. You can think of it as being an enormous giant Jigsaw puzzle, but there’s a piece missing right in the middle there. We have been looking for this for 30 years now, and finally, maybe, hidden under the back of the LHC sofa…we are finally finding it.

In een reactie hierop heeft CERN-baas Sergio Bertolucci laten weten iets voorzichtiger te willen zijn:

It’s too early to say…I think we may get indications that are not consistent with its non-existence. I would be very inclined to say just that we will not give anything except an update which will tell people we are on a good path to the discovery. This hunt for the Higgs is like fishing in an ancient way… instead of using modern tools you are removing the water from the pond… it might look tedious but it is the only way, at the end of the day, when you have removed all the water from the pond to find the smallest fish.

Bewijs voor het bestaan van het Higgs boson – waar een betrouwbaarheid van 5σ voor nodig is - zal zeker niet worden geleverd, maar er zullen wel zeer interessante statistieken worden getoond, aldus Bertolucci. Ach, of ik nou Ellis of Bertoluci mag geloven, het klinkt allebei veelbelovend! Dinsdag maar afwachten wat Gianotti en Tonelli allemaal te melden hebben. Op de site van de BBC – zie de bron –  staat trouwens nog een filmpje met John Ellis, waarin je een deel van het interview ziet. Ze leven met hun I-player nog in het stenen tijdperk en omdat ze bij de BBC nog nooit gehoord hebben van ‘embedded code’ kan ik het filmpje hier niet plaatsen. Oh ja, nog even over dat difoton- of γγ-kanaal, ik heb daar al eens eerder over geblogd, toen er sprake was van een vermeend signaal bij 115 GeV, welke later ruis bleek te zijn. Een paar grafieken laten zien welke varianten er allemaal kunnen zijn, waarbij H het Higgs boson voorstelt, W het bekende W-boson, de drager van de zwakke wisselwerking en t het top-quark:

[Naschrift]Op z’n blog schrijft Tomasso Dorigo – natuurkundige bij de grote CMS-detector – “The gammas we will be hearing about are those directly coming from a Higgs boson decay, and these have an energy of 62.3 GeV“, hetgeen duidt op een Higgs boson van twee keer die energie, dus 124,6 GeV. Het signaal van ATLAS bij 126 GeV is 3,5σ en dat van CMS bij deze 124,6 GeV is 2,5σ, een gewogen gemiddelde van 125,5 GeV als massa voor het Higgs boson opleverend. Bron: The Reference Frame + A Quantum Diaries Survivor.
:bron: Bron: BBC.

Onderwerp: elementaire deeltjes, favoriet Tags: , , , , ,

Zoem zoem, Higgs geruchten blijven voortduren

3 december 2011 Door Reageer

ATLAS en CMS en een simulatie van een botsing tussen protonen, waarbij een Higgs boson ontstaat

Eergisteren vertelde ik jullie over de aankondiging die is gedaan van enkele presentaties die bobo’s van het Europese onderzoeksinstituut CERN op 13 december a.s. zullen geven over de speurtocht naar het Higgs boson, het beroemde ‘God deeltje’. De bazen van de ATLAS- en CMS-detector, verbonden aan ‘s werelds grootste deeltjesversneller de Large Hadron Collider (LHC), houden dan ieder een half uur durend praatje, waarin ze de laatste resultaten zullen bespreken. Sinds dat moment is er veel gezoem in de vele blogs, die door in- en outsiders uit de wereld van natuurkundigen worden bijgehouden. De laatste geruchten zeggen dat er sprake zou kúnnen zijn van een waargenomen signaal van 126 GeV met een betrouwbaarheid van 3,5 sigma in ATLAS en een signaal bij 125 GeV met 2,5σ bij CMS, gecombineerd in een signaal van 4,3σ. Het signaal zou gezien zijn in protonenbotsingen, waarbij twee fotonen uit het verval van een Higgs boson worden gevormd, hetgeen men het difoton- of γγ-kanaal noemt. Het vreemde is dat men aan de overkant van de grote plas, bij de Amerikaanse Tevatron-versneller, ook Higgs bosonen met een massa van 125 GeV zou kunnen hebben gezien, in het zogenaamde bb-kanaal, waarbij het Higgs boson in een bottom-quark en anti-bottom-quark vervalt. Echter, een dergelijk signaal werd niet waargenomen, bij de versneller die kortgeleden z’n deuren heeft gesloten. De presentaties van de 13e december zijn gebaseerd op de gecombineerde waarnemingen van ATLAS en CMS, waarbij beiden zo’n 5,2/femtobarn aan zogenaamde “geïntegreerde luminositeit” hebben verwerkt. De genoemde betrouwbaarheid is interessant, maar een ontdekking kan het nog lang niet genoemd worden. In een memo aan al het personeel van CERN heeft opperbobo Ralf Heuer over de komende presentaties verklaard dat ze het volgende laten zien:

Significant progress in the search for the Higgs boson, but not enough to make any conclusive statement on the existence or non-existence of the Higgs.

In maart 2012 hopen ze 10/fb verwerkt te hebben en dan hoopt men meer zekerheid te hebben over de speurtocht naar het Higgs boson. :bron: Bron: viXra.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , ,

13 December gaat CERN ons iets vertellen over het Higgs boson

1 december 2011 Door 1 Reactie


Mensen, even je agenda er bij. Op dinsdag 13 december a.s. staan er in Genève twee presentaties van een half uurtje gepland: van 14:00 – 14:30 uur eentje over de speurtocht naar het Standaard Model Higgs boson met de ATLAS detector door ATLAS-baas Fabiola Gianotti, vervolgens van 14:30 – 15:00 uur over de speurtocht naar het Standaard Model Higgs boson met de CMS detector door CMS-baas Guido Tonelli. Het uurtje daarna is gepland voor een discussie met de aanwezige journalisten. Ja, dus…? Ja, dus is door deze korte mededeling van CERN in de halve natuurkundige blogosfeer de geruchtenmachine weer op gang gekomen. CERN-bazen zoals Gianotti en Tonelli worden namelijk niet voor blablabla-presentaties uit de hoed getoverd, dus er zal vast en zeker iets interessants te vertellen zijn, zo is de algemene gedachte. Met name wordt geroepen dat protonenbotsingen in de Large Hadron Collider – waar zowel ATLAS als CMS aan verbonden zijn – die leiden tot het ontstaan van paren gammafotonen, het zogenaamde difoton- of γγ-kanaal, iets interessants hebben opgeleverd, wellicht een SM Higgs boson van 119 GeV (± 2). Tot eind oktober dit jaar heeft men in de LHC protonen tegen elkaar laten knallen, 5,2/femtobarn aan zogenaamde “geïntegreerde luminositeit” voor zowel CMS als ATLAS. Er werken bij deze supergrote detectoren zo’n 6000 natuurkundigen, dus de kans is aanwezig dat er voor de 13e december al nieuws uitlekt via de blogosfeer. De weddenschappen over het moment van het bekendmaken van de ontdekking van het Higgs boson zijn geopend! :-D Wordt vervolgd! :bron: Bron: onder andere The Reference Frame + viXra + Not Even Wrong.

Onderwerp: elementaire deeltjes, favoriet Tags: , , ,

ICARUS: neutrino’s gaan NIET sneller dan het licht

18 oktober 2011 Door 1 Reactie

Het energiespectrum van neutrino's, gemeten met ICARUS

Met dezelfde – superluminale, woehahaha – snelheid als waarmee het OPERA-experiment neutrino’s een snelheid toekende die hoger lijkt te liggen dan de lichtsnelheid lijkt het ICARUS-experiment (Imaging Cosmic And Rare Underground Signal) de neutrino’s weer terug te bonjouren tot de normale wereld, waar de lichtsnelheid de allerhoogste snelheid is en waar Einstein’s Speciale Relativiteitstheorie gewoon nog geldig is. En het mooie is dat beíde experimenten diep onder de grond worden uitgevoerd onder dezelfde massieve rotsen van het San Grasso gebergte in Italië. Net als bij OPERA wordt de ICARUS-detector bestookt met neutrino’s die afkomstig zijn van de 730 km verder gelegen SPS deeltjesversneller van CERN bij Genève. Een paar weken geleden werd een artikel op het wetenschapsarchief arXiv gepubliceerd van het duo Andrew Cohen en nobelprijswinnaar Sheldon Glashow, waarin betoogd wordt dat neutrino’s die sneller gaan dan het licht een karakteristiek energiespectrum moeten hebben, dat eenvoudig te meten moet zijn. En wat blijkt: op grond van het gemeten energiespectrum bij aankomst van 100 muon-neutrino’s in de ICARUS-detector – zie de afbeelding ervan hiernaast – blijkt dat de neutrino’s NIET sneller gaan dan de lichtsnelheid. Kans dat ze er naast zitten: 4 op 10 miljard. Kans bij OPERA dat ze er naast zitten: 1 op 50 miljoen. Kortom, exit superluminale neutrino’s. :bron: Bron: Quantum Diaries Survivor.

Onderwerp: elementaire deeltjes, relativiteitstheorie/QM Tags: , , , , ,

Is het raadsel van de sneller-dan-het-licht-neutrino’s opgelost?

15 oktober 2011 Door 4 Reacties

De afstand tussen SPS en OPERA, welke de neutrino's hebben afgelegd

Sinds vorige maand bekend werd gemaakt dat men bij het OPERA-experiment onder het Italiaanse San Grasso gebergte muon-neutrino’s heeft gezien die een tikkeltje sneller gaan dan het licht is een enorme hoos verschenen aan mogelijke verklaringen. Strekking van die verklaringen: ergens is in de waarnemingen een fout gemaakt en gaan de neutrino’s helemaal niet sneller dan het licht óf de waarnemingen kloppen en de relativiteitstheorie moet worden herzien. Er zijn inmiddels al meer dan 80 wetenschappelijke artikelen over de ‘superluminale’ neutrino’s – ook wel de FTL-neutrino’s genoemd, de Faster than light neutrino’s – verschenen op het arXiv, het archief van e-Prints, waar wetenschappers hun artikelen plaatsen vóór de officiële publicaties. Eén van die publicaties is het artikel genaamd “Times Of Flight Between A Source And A Detector Observed From A GPS Satellite“ van de Nederlandse natuurkundige Ronald van Elburg en als ik de diverse blogs goed begrepen heb is zijn verklaring erg plausibel. Van Elburg stelt – net als vele anderen – dat een fout is gemaakt bij het OPERA-experiment. Nog even in kort bestek dat experiment: een bundel neutrino’s werd in de SPS deeltjesversneller van CERN bij Genève bij protonenbotsingen geproduceerd en ‘afgeschoten’, dwars door de aarde heen naar het OPERA-experiment, 732 km verderop in Italië. Een deel van de neutrino’s kwam 60 nanoseconde te vroeg aan, daarmee sneller gaand dan het licht. Van Elburg betoogt dat het met die afstand wel goed zit, met GPS-methodes kon men die tot op 20 cm nauwkeurig bepalen en dat is prima gedaan. Maar wat volgens hem niet goed is gegaan dat is de synchronisatie van de klokken bij CERN en OPERA. De daarvoor benodigde GPS-satellieten bewegen 20.000 km boven de aarde van west naar oost in een baan die een inclinatie van 55° met de evenaar heeft.  Ongeveer in dezelfde richting als de neutrino’s bewogen. Bezien vanuit het perspectief van de GPS-satellieten beweegt de uit loodplaten bestaande detector van het OPERA-experiment zich naar de bron van de SPS versneller bij CERN. De weg tussen start en finish is daarom voor de GPS-satellieten korter, conform de referentiekaders uit de speciale relativiteitstheorie van Einstein. Bij de start in Genève levert dat 34 nanoseconden verschil op en bij het einde onder het San Grasso gebergte ook, dus in totaal 64 nanoseconden. Van Elburg denkt rekening houdend met deze relativistische beweging van de GPS-satellieten het waargenomen verschil van 60 nanoseconden verklaard te hebben. Ergo: de speciale relativiteitstheorie staat nog fier overeind en hoeft niet in de prullebak. :bron: Bron: Technology Review.

Onderwerp: elementaire deeltjes, favoriet, relativiteitstheorie/QM Tags: , , , ,
Volgende pagina »

Switch to our mobile site