粒子猎人|麻省理工学院的新闻

时间:2017-07-21 12:11来源: 作者: 点击:
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3月30日, 2010年, 物理学家和记者挤在两个主要在欧洲核子研究中心控制室’年代大型强子对撞机 (大型强子对撞机) 在日内瓦, 瑞士, 等待来自世界的第一信号’最大的粒子加速器。

地下对撞机, 组成一个17英里的圆形隧道两旁超导磁体, 旨在加速和粉碎一起亚原子粒子以接近光速的速度, 希望生产难以捉摸的希格斯玻色子——基本粒子被认为给基本粒子质量。

这是一个难忘的一天, 特别是对马库斯悬疑类, 他是麻省理工学院的助理教授。 他在日内瓦监督CMS的计算系统的操作 (紧凑型μ介子电磁), 大型强子对撞机之一’两个主要的粒子探测器。 悬疑类是监测探测器的粒子碰撞的迹象。

“我记得这一天非常精确,” 悬疑类回忆说。 “有压力了, 我们需要确保一切正常工作。”

房间里爆发出欢呼声,首次碰撞产生的粒子加速器, 在创纪录的高的能量, 标志着开始的实验运行希望发现希格斯玻色子, 甚至新物理现象的标准规则之外。

作为科学家突然瓶香槟, 然而, 悬疑类是冲了出去。 他的妻子, 怀孕九个月是谁, 打电话之前发现的关键时刻, 告诉他儿子跳下沙发上,打破了他的肩膀。

幸运的是, 大约两年后, 悬疑类能够参加下一个庆祝活动。 他和数以百计的欧洲核子研究中心的科学家们首次证实Higgs-like粒子的检测。

“我们都松了一口气, 然后作为一个科学家,我认为你总是怀疑自己:我们做了一个错误? 有什么不能呢?” 悬疑类说。 “但毫无疑问。”

悬疑类学分麻省理工学院为他在希格斯玻色子的发现前排座椅的作用。 从他的时间作为一个博士后,他作为终身的当前位置教员, 他说,麻省理工学院已经给他空间追求他的兴趣。 作为一个教员, 他能追求难以捉摸的粒子在欧洲核子研究中心, 世界各地的一半。

“(麻省理工学院)是一个神奇的地方,” 说悬疑类, 现在副教授和核科学实验室的成员。 “你得到这个世界上其他地方的自由?”

产生共鸣的碰撞

悬疑类出生在杜塞尔多夫, 德国, 和在Kemmenau长大, 这个国家的西部的一个小村庄。 他的童年是在踢足球, 手球, 与他的朋友和网球, 和小关注教育, 直到高中, 当他开始对数学和物理感兴趣。

当一个科学老师把他的类来访问一个博物馆在慕尼黑, 悬疑类是一个云室的展览——基本粒子检测器用于检测和可视化电离辐射。

“我认为这可能是我们学校很高兴有这个, 所以我们建立了一个, 它几乎工作。 我们使用这个学习物理和技术参与,使颗粒清晰可见,” 悬疑类说。 “从那里, 对我来说,这是一个显而易见的物理学研究, 在粒子物理和核的方向。”

毕业后, 悬疑类进入波恩大学, 他拿起物理浓度。 他想要把粒子物理学的基础入门课程, 但类在早上举行, 过早的味道。 相反,他买了书和读它。

1995年, 作为一个大学生, 他密切关注发现顶夸克的那一年, 最大规模的基本粒子, 已检测到费米实验室吗’年代万亿电子伏, 当时的世界’强大的高能粒子对撞机。

“我发现这非常有意思, 这种方法科学,你可以作出预测并确认一个实验, 反之亦然,” 悬疑类说。 “这真的使我产生了共鸣。”

午夜修复

悬疑类在波恩大学攻读物理学博士学位, 主要用于在Tevatron工作的机会, 在巴达维亚, 伊利诺斯州。 作为一个二年级研究生, 他工作作为团队的一部分,监督DZero探测器, Tevatron之一’年代两个探测器, 科学家们用来探测质子碰撞和潜在确定新粒子。

悬疑类被负责操作DZero’年代硅探测器, 设计最接近, 最精确的测量一个粒子的碰撞。 当时, 科学家们也’t明白DZero工作。 悬疑类的, 这提供了有价值的实验机会。

“作为一个二年级研究生, 我正在负责硅探测器, 我真的觉得负责任。 我在试图让这个东西掉工作,” 悬疑类说。 “我记得在半夜, 牙刷和清洁电路板, 因为有人前一年做了一个糟糕的焊接工作。 这是野生的。 对我来说, 这是非常重要的系统,并学习’t工作, 欣赏事情应该是如何工作的。”

设置在希格斯

当他完成了他的博士在波恩, 悬疑类收到报价从2004年麻省理工学院博士后费米实验室继续他的工作, 这一次团队监督Tevatron的一部分’年代其他主要探测器, 提供 (对撞机探测器费米实验室)。 虽然, 他曾与布鲁斯Knuteson, 前麻省理工学院的物理学教授, 和Christoph加索尔, 一个麻省理工学院的物理学教授, 升级探测器’数据采集系统。

两年之后, 保罗计划将他的研究小组从费米实验室CERN, 专注于大型强子对撞机’CMS探测器和终极目标:找到希格斯玻色子。 保罗提出把悬疑类作为一个麻省理工学院的研究科学家。 在日内瓦, 研究小组将他们的专业知识,提升CMS计算系统, 开发方法来存储, 重建, 和分发数据。 这不是简单的任务, 作为, 一旦探测器是启动和运行, 系统必须过程约1,000个事件, 或粒子碰撞, 每秒。

2008年, 一年之后科学家们那足有一个CMS探测器安装在大型强子对撞机’隧道系统, 悬疑类接受大学终身教职的G?业务。 但一年之后, 悬疑类发现教学负担超过了他的研究。 由意外, 加索尔称另一个报价, 这一次在麻省理工学院青年教师的地位’物理系。

“我知道麻省理工学院, 我知道我将与MIT-quality学生工作, 和他们有曲柄直方图和阅读的数字,” 悬疑类说。 “所以我说, 好吧, 我想要发现希格斯玻色子。 让’年代。 有时你需要有点疯狂。”

超出了标准模型

在大型强子对撞机’万众期待的2010年年第一次粒子碰撞检测, 对撞机继续运行一年半, 不断收集数据数以十亿计的质子围绕着隧道, 在每个大型强子对撞机砸到对方’年代四个探测器网站, 包括CMS。 2011年随着冬天临近, 悬疑类数据运行回忆说 “结束了一个扣人心弦的比赛。”

“我们会看看这个数据, 它好像有东西, 但是我们没有’t很确定, 我们不得不停止寒假,” 悬疑类说。 “权力是非常昂贵的在法国,因为人们热能和电能, 和欧洲核子研究中心有一个协议,它赢了’在冬天t操作大型强子对撞机。”

下面的3月, 当冬天解冻, 大型强子对撞机是恢复运转, 和更多的数据, 科学家们能够在数周内确认他们确实观察到Higgs-like粒子的迹象——一个向世界宣布他们7月4日, 2012年。

悬疑类的, 发现引发了追求更多的知识, 关于粒子或暗物质等现象, 与希格斯玻色子, 不遵守传统的物理规则, 被称为“标准模型”。 除了今天在欧洲核子研究中心开展他的工作, 悬疑类的一部分,国际合作是下一代粒子加速器的提议, 叫FCC, 未来的圆形对撞机。

“我们认为, 为什么不建立一个更大, 100公里长的隧道, 并运行它在更高的能量, 用磁铁技术的明天,” 悬疑类说。 “要更高的能量, 我们可以试着回答这个深宇宙是如何工作的问题? 有一些新形式的物质宇宙管理? 如果是这样的话, 它必须被大爆炸后产生的, 这意味着它在某种程度上与标准重要吗, 如果它确实, 我们应该能装出来的。 这就是我们要做的实验。”

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