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#1

CERN:

in Quantenphysik: 09.11.2010 21:19
von Adamon • Nexar | 13.490 Beiträge

Aus: http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...er-erzeugt.html

Dienstag, 9. November 2010


Genf/ Schweiz - Statt wie bislang leichte Protonen, haben Wissenschaftler am europäischen Kernforschungszentrum (CERN) mit ihren Experimenten mit dem "Large Hardon Collider" nun erstmals schwere Blei-Ionen in einer Art Miniatur-Urknall und unter Entstehung immenser Temperaturen miteinander kollidieren lassen.

Während des sogenannten "Alice"-Experiments am 7. November 2010 entstandenen auf subatomarer Ebene kleinste Feuerbälle von bis zu zehn Millionen Grad - die höchsten Temperaturen und größten Dichten, die jemals in einem Laborexperiment auf der Erde erzeugt wurden. "Bei derartigen Temperaturen schmelzen sogar Neutronen und Protonen, den Bausteinen von Atomkernen", erläutert der am Alice-Experiment beteiligte Wissenschaftler David Evans von der "University of Birmingham". Noch vier weitere Wochen lang wollen sich die Forscher auf die Auswertung des erzeugten Mini-Urknalls konzentrieren.

"Dadurch", so Evans weiter, "entstand eine heiße Suppe aus Quarks und Gluonen ( die wiederum die Bausteine der Neutronen und Protonen darstellen) ein sogenanntes 'Quark-Gluon-Plasma'". Von diesem vermuten Wissenschaftler, dass es bereits unmittelbar nach dem echten Urknall, also vor angenommenen 13,7 Milliarden Jahren, vorhanden war.

Die LHC-Forscher erhoffen sich aus diesem "Mini-Urknall" Informationen über die sogenannte Starke Wechselwirkung (auch als Gluonenkraft oder historisch als Kernkraft bezeichnet), einer der vier physikalischen Grundkräfte, wie sie Protonen und Neutronen im Atomkern zusammenhält.

Nach dem Blei-Ionen-Experiment soll der LHC wieder auf Protonen, also wesentlich leichtere Wasserstoffkerne, umgestellt werden. Von deren Kollisionen erhoffen sich die LHC-Forscher den Nachweis von Higgs-Bosons, den sogenannten Gottesteilchen und Hinwiese auf neue physikalische Gesetze (etwa den Rahmenbedingungen der sogenannten Supersymmetrie) erhoffen.



Grafische Darstellung der Blei-Ionen-Kollision im LHC | Copyright: CERN


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#2

RE: Mini-Urknall aus CERN:

in Quantenphysik: 20.04.2011 12:05
von Adamon • Nexar | 13.490 Beiträge

Aus: http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...n-physiker.html

Mittwoch, 30. März 2011
Teilchenbeschleuniger am CERN: Physiker beobachteten erstmals seltene Urknall-Partikel:


Syracuse/ USA - Während erster Experimente am Teilchenbeschleuniger "LHC" (Large Hadron Collider) am europäischen Kernforschungszentrum CERN nahe Genf im vergangenen Herbst, haben US-Wissenschaftler der "Syracuse University" (SU) erstmals den Zerfall seltener Partikel registriert, von welchen sie annehmen, dass sie schon kurz nach dem Urknall vorhanden waren. Eine Erforschung dieser Partikel, so hoffen die Forscher nun, könnte die Frage beantworten, warum im Universum mehr Materie als Antimaterie entstanden ist.

Wie die Forscher um den Physiker Sheldon Stone in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Physics Letters B" berichten, beobachteten sie den Zerfall eines besonderes Typus von Partikeln, sogenannte B-Meson-Teilchen, wie sie aus einem aus einem Quark und einem Anti-Quark bestehen und die entstehen, wenn Protonen mit annähernder Lichtgeschwindigkeit miteinander kollidieren.

Für die Forschung sind B-Mesons von besonderem Interesse, da Wissenschaftler ihnen Informationen über das Verhältnis zwischen Materie und Antimaterie unmittelbar nach dem Urknall und den deren Entwicklung beeinflussenden Kräften zuschreiben.

"Wir wissen, wann das Universum durch den Urknall entstanden ist. Damals gab es gerade so viel Materie wie Antimaterie", erläutert Stone. "Heute leben wir aber in einer Welt, die von Materie dominiert wird. Es muss also Unterschiede, etwa im Zerfall, zwischen Materie und Antimaterie gegeben haben und geben."

Alle uns bekannte Materie besteht aus Atomen, die wiederum aus positiv geladenen Protonen, negativ geladenen Elektronen und neutralen Neutronen. Neutronen und Protonen bestehen wiederum aus noch kleineren Teilchen, den sogenannten Quarks. Antimaterie hingehen besteht aus Antiprotonen, mit Positronen - dem Gegenteil von Elektronen, Antineutronen und somit auch aus Anti-Quarks.

Während Antimaterie meist aus subatomaren Partikeln besteht, kann sie dennoch auch größere Elemente, wie Wasserstoff oder Helium beinhalten, erläutert die Pressemitteilung der SU. De meisten Wissenschaftler gehen davon aus, dass dieselben physikalischen Gesetze sowohl für Materie als auch für die Antimaterie gelten. Aus diesem Grund sollten eigentlich beide Materieformen in gleicher Menge vorhanden sein. Warum dies dennoch nicht der Fall ist, gilt Physikern bislang immer noch als großes ungelöstes Rätsel.

B-Meson-Teilchen sind sehr selten und gehören einer Untergruppe von Meson-Teilchen an, die aus einem Quark und einem Antiquark bestehen. Während B-Mesons wahrscheinlich kurz nach dem Urknall in großer Menge vorhanden waren, gehen Forscher davon aus, dass sie heute nicht mehr natürlich vorkommen und nur unter experimentellen Bedingungen mit Hochleistungs-Teilchenbeschleunigern erzeugt werden können. Da sich auch die B-Meson-Teilchen nicht an die Gesetze der Physik zu halten scheinen, glauben einige Forscher, dass sie eine wichtige Rolle für die Dominanz der Materie gespielt haben. Sie könnten also auch Aufschlüsse über jene Kräfte bergen, die zur "Asymmetrie des Universums" geführt haben.
"Diese Kräfte existieren, wir wissen nur noch nicht, um was es sich dabei handelt", so Stone.



Arbeiten an den Verbindungen des LHC | Copyright: CERN, cern.ch


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#3

RE: Mini-Urknall aus CERN:

in Quantenphysik: 17.07.2016 06:27
von Adamon • Nexar | 13.490 Beiträge

http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/...modell20160627/


Blick in den LHC-Teilchenbeschleuniger am Kernforschungszentrum CERN nahe Genf
Copyright: CERN / cern.ch
Genf (Schweiz) – Derzeit verdichten sich Spekulationen über die baldige offizielle Bestätigung der Entdeckung eines neuen und bislang unbekannten Elementarteilchens mit dem Teilchenbeschleuniger LHC am Europäischen Kernforschungszentrum CERN. Die Entdeckung wird schon jetzt als Sensation diskutiert – würde sie doch das bisherige Standardmodell der Teilchenphysik über den Haufen werfen.

Die unerwarteten Messergebnisse bereits im vergangenen Dezember (2015) erstmals präsentiert (…GreWi berichtete). Während die Daten des Teilchendetektors ATLAS zunächst noch kontrovers als potentielle Messfehler gedeutet wurden, bestätigte eine zweite zeitgleiche Messung mit dem CMS-Detektor das Ergebnis umso deutlicher.

„Das Signal ist eigentlich eines der einfachsten Signale, die man sich vorstellen kann“, erläutert der Scientific-American-Blog und führt weiter aus: „Es repräsentiert zwei hochenergetische Photonen, die aus dem Zerfall eines subatomaren Teilchens in Folge der Kollision zweier Protonen miteinander hervorgegangen sind. Es gleicht dem Signal, das 2012 zur Entdeckung des Higgs-Bosons geführt hatte. Aber dieses Teilchen ist kein Higgs-Boson: Es besitzt sechs mal mehr Masse als dieses und niemand hat bislang etwas derartiges vorhergesagt. (…) Sollten sich die Beobachtungen bestätigen, so wäre das revolutionär. Es könnte nicht weniger als den Sturz des Standardmodells der Teilchenphysik bedeuten, das bislang jegliche experimentellen Tests überstanden hat, denen es in seiner 40-jährigen Geschichte zur Überprüfung unterzogen wurde. (…) Dieses Standardmodell beschreibt aber nicht weniger als die grundlegenden Bausteine des Universums, wie sie funktionieren und damit prinzipiell auch jedes andere Phänomen in der Natur.“

Tatsächlich ist das Standardmodell aber genau genug, als dass auf seiner Grundlage beispielsweise die Sonde „New Horizons“ punkt- und zeitgenau nach neun Jahren zum Pluto gelenkt werden konnte (…GreWi berichtete).

Allerdings gibt es schonlänger Wissenschaftler, die glauben, dass das Standardmodell unvollständig sein könnte. So lege etwa der Mechanismus, durch den Elementarteilchen ihre Masse erzeugen nahe, dass die Theorie im Angesichts höher Energiepotentiale modifiziert werden muss. Die jetzt diskutierten Messungen stellten sich bei einer Energie von 750 Gigaelektronenvolt (GeV) ein. Tatsächlich war und ist aber genau das der Grund, weswegen der CERN-Teilchenbeschleuniger zur Suche nach den Grundlagen dieser möglichen „neuen Physik“ konzipiert wurde.

Sollten die Messungen bestätigt werden, würde jedoch genau dieser Erfolg die Physiker vor ein Problem stellen, da bislang selbst jene Modelle die als Alternative zum Standardmodell erdacht und diskutiert wurden, das so nachgewiesene Teilchen nicht vorhersagen.

„Es wäre also völlig unklar, welche Rolle dieses Teilchen im Zusammenspiel mit dem Großen und Ganzen überhaupt spielt“, erläutert der Scientific-American-Blog. „Vielleicht hat es etwas mit dem Higgs-Boson zu tun, oder mit dem Rätsel der Dunklen Materie im Universum. Es könnte aber auch nur rein zufällig existieren.“

Wann genau Weiteres über die Entdeckung bekannt gegeben wird, ist bislang noch unklar. Beobachter spekulieren derzeit zwar schon über eine Bekanntgabe binnen weniger Tage oder Wochen.

GreWi wird auf jeden Fall weiter berichten…

© grenzwissenschaft-aktuell.de


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#4

CERN:

in Quantenphysik: 26.08.2016 15:54
von Adamon • Nexar | 13.490 Beiträge

http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/...m-cern20160808/

Kein neues Elementarteilchen am CERN entdeckt:


Blick in den LHC-Teilchenbeschleuniger am Kernforschungszentrum CERN nahe Genf
Copyright: CERN
Genf (Schweiz) – Seit Monaten mehrten sich Gerüchte um die Entdeckung eines nicht nur bislang unbekannten, sondern auch die bisherige Physik revolutionierenden Elementarteilchens mit dem LHC-Teilchenbeschleuniger am europäischen Kernforschungszentrum CERN nahe Genf. Während vielerorts schon über eine bevorstehende offizielle Bestätigung dieser Entdeckung spekuliert wurde (…GreWi berichtete), haben die Forscher nun erklärt, die auf dieses Teilchen hindeutenden Daten hätten sich lediglich als Messfehler herausgestellt.

Die unerwarteten Messergebnisse wurden bereits im vergangenen Dezember (2015) erstmals präsentiert (…GreWi berichtete): Während die Daten des Teilchendetektors ATLAS zunächst noch kontrovers als potentielle Messfehler gedeutet wurden, bestätigte eine zweite zeitgleiche Messung mit dem CMS-Detektor das Ergebnis offenbar umso deutlicher.

„Das vermeintliche Teilchen“, so zeigten sich die CERN-Wissenschaftler zuvor noch fasziniert, „repräsentiert zwei hochenergetische Photonen, die aus dem Zerfall eines subatomaren Teilchens in Folge der Kollision zweier Protonen miteinander hervorgegangen sind. Es gleicht dem Signal, das 2012 zur Entdeckung des Higgs-Bosons geführt hatte. Aber dieses Teilchen ist kein Higgs-Boson: Es besitzt sechs mal mehr Masse als dieses und niemand hat bislang etwas derartiges vorhergesagt. (…) Sollten sich die Beobachtungen bestätigen, so wäre das revolutionär. Es könnte nicht weniger als den Sturz des Standardmodells der Teilchenphysik bedeuten, das bislang jegliche experimentellen Tests überstanden hat, denen es in seiner 40-jährigen Geschichte zur Überprüfung unterzogen wurde. (…) Dieses Standardmodell beschreibt aber nicht weniger als die grundlegenden Bausteine des Universums, wie sie funktionieren und damit prinzipiell auch jedes andere Phänomen in der Natur.“

Tatsächlich ist das Standardmodell aber exakt genug, als dass auf seiner Grundlage beispielsweise die Sonde „New Horizons“ punkt- und zeitgenau nach neun Jahren zum Pluto gelenkt werden konnte.

Allerdings gibt es schon länger Wissenschaftler, die glauben, dass das Standardmodell unvollständig sein könnte: So lege etwa der Mechanismus, durch den Elementarteilchen ihre Masse erzeugen nahe, dass die Theorie im Angesichts höher Energiepotentiale modifiziert werden muss. Die jetzt diskutierten Messungen stellten sich bei einer Energie von 750 Gigaelektronenvolt (GeV) ein. Tatsächlich war und ist aber genau das der Grund, weswegen der CERN-Teilchenbeschleuniger zur Suche nach den Grundlagen dieser möglichen „neuen Physik“ konzipiert wurde.

Hätten sich die aktuell diskutierten Messungen bestätigt, so hätte aber genau dieser Erfolg die Physiker vor ein Problem gestellt, da bislang selbst jene Modelle, die als Alternative zum Standardmodell erdacht und diskutiert wurden, das so nachgewiesene Teilchen nicht vorhersagen.

Auf einer Pressekonferenz im Rahmen der „International Conference on High Energy Physics“ in Chicago am vergangenen Freitag, haben die Wissenschaftler nun jedoch erklärt, dass die umstrittenen Messungen seither trotz großem Aufwand nicht wieder reproduziert werden konnten und sich auch nicht in noch größeren Datensätzen der beiden CERN-Detektoren von 2016 zu finden lassen. „Offenbar handelte es sich lediglich um statistische Mess-Schwankungen und nicht um eine verifizierbare Entdeckung.“

Das nun verkündete „negative“ Ergebnis bedeute allerdings nicht, dass es die mit dem Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) gesuchten Belege für eine „neue Physik“ nicht existieren. Auch weiterhin haben die Arbeiten am CERN genau eine solche Suche und Entdeckung zum Ziel. Allerdings wisse man jetzt zumindest, wo man nach diesen Hinweisen nicht mehr suchen müsse.

© grenzwissenschaft-aktuell.de


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