Neues aus der Atomphysik

[Toruko-jin]

Na ja, die Higgsteilchen sagen ja etwas über die Masse eines Teilchens aus. Quantenphysik beschäftigt sich ja nach Niels Bohr mit den Energienieveaus der Elektronenbahnen (die sogenannten Quanten).

 

[papodidi]

Der Large Hadron Collider vor dem Comeback

Mit doppelter Kraft zu neuen Ufern

Christian Speicher 27.12.2014, 05:30 Uhr

Reparaturarbeiten am Large Hadron Collider (LHC) am Cern. (Bild: Cern)​

In letzter Zeit war es relativ ruhig um den Large Hadron Collider am Cern. Jetzt steht der Teilchenbeschleuniger bereit, um mit fast doppelt so hoher Energie nach neuer Physik zu suchen.

Im Untergrund von Genf herrscht derzeit rege Betriebsamkeit. Zahlreiche Techniker und Physiker sind damit beschäftigt, den Large Hadron Collider (LHC) – den weltweit grössten Teilchenbeschleuniger am Cern – für seinen zweiten «Run» vorzubereiten. Weite Teile des Beschleunigers sind bereits auf die erforderliche Betriebstemperatur von –271° Celsius heruntergekühlt. Und die ersten der 1232 supraleitenden Dipolmagnete im ringförmigen Tunnel haben den obligaten Belastungstest bestanden. Wenn alles nach Plan verläuft, soll der LHC ab Mai nächsten Jahres wieder Protonen zur Kollision bringen. Nicht wenige Teilchenphysiker hoffen, dass sich dann endlich die Tore zu physikalischem Neuland öffnen werden.
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Nach drei Betriebsjahren wurde dem LHC deshalb im Januar 2013 eine zweijährige Pause verordnet, um den Beschleuniger nachzurüsten. Im Vordergrund der Reparaturarbeiten standen die elektrischen Verbindungen zwischen den supraleitenden Magneten, die sich 2008 als Schwachstelle entpuppt hatten. Davon gibt es im LHC mehr als 10 000 Stück. Sie alle wurden überprüft und falls nötig ersetzt. Daneben wurden auch andere Verbesserungen am Beschleuniger und an den Detektoren vorgenommen. Der LHC sei nun fast wie eine neue Maschine, sagte kürzlich Frédérick Bordry, der am Cern die Abteilung für Beschleuniger und Technologie leitet.
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Der Large Hadron Collider vor dem Comeback: Mit doppelter Kraft zu neuen Ufern - Wissenschaft Hintergründe - NZZ.ch

 

[BlackJack]

Aber Max-Energie ist doch immer noch 14 TeV im Schwerpunkt oder konnten sie das hochschrauben?

 

[papodidi]

Aber Max-Energie ist doch immer noch 14 TeV im Schwerpunkt oder konnten sie das hochschrauben?

Bisher haben sie aus Sicherheitsgründen nur mit 7...8 TeV gearbeitet, nach der Reparatur wollen sie mit 13, statt der ursprünglich geplanten 14, arbeiten...

 

[papodidi]

Erleichterung am Cern

Kurzschluss am LHC behoben

1.4.2015, 15:37 Uhr

(sda) ⋅ Der Kurzschluss, der letzte Woche den Neustart des Large Hadron Collider (LHC) am Cern verzögert hat, ist behoben worden. Das Metallfragment, das den Kurzschluss in einem der Magnete ausgelöst hatte, sei erfolgreich beseitigt worden,teilte das Cern am Dienstag mit . Es sei zum Schmelzen gebracht worden, indem man für einige Millisekunden einen starken Strom in den Schaltkreis injiziert habe.

In den nächsten Tagen sollen in dem vom Kurzschluss betroffenen Sektor des LHC umfangreiche Stromtests durchgeführt werden. Schon in ein paar Tagen könnten dann die ersten Protonenstrahlen im Beschleunigerring kreisen, teilte das Cern mit. Die ersten Teilchenkollisionen stehen allerdings frühestens im Mai auf dem Programm. Dabei werden die Protonen mit fast doppelt so hoher Energie aufeinandertreffen wie bei den früheren Experimenten, die das lang gesuchte Higgs-Boson zutage förderten.

Mit dem verbesserten LHC wollen die Forscher unter anderem der unsichtbaren dunklen Materie auf die Spur kommen. Diese stellt 85 Prozent aller Materie im Universum dar, die sichtbare Materie nur 15 Prozent. Die dunkle Materie konnte bisher nur indirekt durch ihre gravitative Wirkung nachgewiesen werden.

Erleichterung am Cern: Kurzschluss am LHC behoben - Physik und Chemie Hintergründe - NZZ.ch

 

[papodidi]

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5. April 2015, 13:31 Uhr

Teilchenbeschleuniger LHC

Auf zur neuen Jagd​

• Der Teilchenbeschleuniger LHC am Kernforschungszentrum Cern ist nach zweijähriger Modernisierungs-Pause seit Ostersonntag wieder in Betrieb.
• In dem 27 Kilometer langen unterirdischen Ring wollen Physiker nun die Dunkle Materie erforschen, nachdem sie dort vor drei Jahren bereits das als "Gottesteilchen" bezeichnete Higgs-Boson nachgewiesen hatten.
• Bis der LHC wieder voll läuft, wird es aber wohl noch etwa zwei Monate dauern.

Der LHC läuft wieder
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Bis die Teilchenstrahlen in der 27 Kilometer unterirdischen Umlaufbahn des Large Hadron Colliders (LHC) mit der nun mit erstmals möglichen Kollisionsenergie von 13 Teraelektronenvolt (TeV) - fast doppelt so viel wie bisher - aufeinanderprallen, wird aber noch einige Zeit vergehen. "Wir rechnen mit etwa zwei Monaten", sagte Heuer.
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"Der Neustart des LHC mit deutlich höherer Energie gibt uns die Chance, in neue, unbekannte Regionen vorzustoßen und neue physikalische Phänomene wie zum Beispiel die Dunkle Materie nachzuweisen", erklärte der Direktor für Teilchenphysik des Deutschen Elektronen-Synchrotons (Desy), Joachim Mnich. "Das löst bei allen beteiligten Teilchenphysikern ein Kribbeln aus." Das Desy ist mit rund 150 Mitarbeitern an den Experimenten des Cern beteiligt. Insgesamt gehören rund 1000 deutsche Forscher zu den weltweit Zehntausenden Wissenschaftlern, die in die Experimente mit der "Weltmaschine" einbezogen sind.

Teilchenbeschleuniger LHC - Auf zur neuen Jagd - Wissen - Süddeutsche.de

 

[papodidi]

Large Hadron Collider läuft von nun an drei Jahre durchgehend

3. Juni 2015, 15:55

Protonenstrahlen ermöglichen bis zu einer Milliarde Kollisionen pro Sekunde

Bern - Mittlerweile läuft er nach seiner Aufrüstung, die 27 Monate lang dauerte, bereits wieder seit einigen Wochen. Doch erst seit Mittwochfrüh wird am Large Hadron Collider (LHC) wieder richtig Physik betrieben, sprich: Es werden Daten gesammelt und ausgewertet. Nach mehr als zwei Jahren kollidieren am CERN wieder die Protonen - und sie tun es erstmals mit der noch nie dagewesenen Energie von 13 Tera-Elektronenvolt (TeV).

Der LHC werde nun während drei Jahren rund um die Uhr laufen, teilte das Teilchenforschungsinstitut CERN bei Genf mit. Damit können die Experimente nun wieder Daten sammeln, um neuen physikalischen Phänomenen auf die Spur zu kommen - die womöglich noch spannender sind als die Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012.

Bis zu einer Milliarde Kollisionen pro Sekunde

Um 10.40 Uhr am Mittwoch verkündeten die Betreiber des Large Hadron Colliders (LHC) "stabile Protonenstrahlen". Dies war das Signal, dass nun wieder experimentelle Daten gesammelt werden können - erstmals bei einer Beschleunigungsenergie von 13 TeV, fast dem Doppelten dessen, was beim letzten Durchlauf aufgewandt wurde.

Die Protonenstrahlen bestehen aus Protonenbündeln, die mit annähernder Lichtgeschwindigkeit durch den 27 Kilometer langen LHC-Tunnel rasen. Am Mittwoch war der LHC mit sechs solchen Bündeln gefüllt, die jedes an die 100 Milliarden Protonen enthielten. Diese Rate soll fortlaufend auf 2.808 Bündel erhöht werden, was es dem LHC erlaubt, bis zu einer Milliarde Kollisionen pro Sekunde zu produzieren.
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Large Hadron Collider läuft von nun an drei Jahre durchgehend - CERN - derStandard.at ? Wissenschaft


Gutes Interview:

Quantenphysiker: "Wir brauchen mehr Monty-Python-artige Physik"

Interview | Tanja Traxler3. Juni 2015, 05:30

US-Physiker Daniel Greenberger hat mit Michael Horne und Anton Zeilinger ein wichtiges System der Quantenphysik entwickelt
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Quantenphysiker: "Wir brauchen mehr Monty-Python-artige Physik" - Technik - derStandard.at ? Wissenschaft

 

[papodidi]

Exotisches Pentaquark bei LHC-Experimenten entdeckt

14. Juli 2015, 15:40

Lange Zeit wurde seine Existenz vermutet, nun beobachteten CERN-Physiker das schwer fassbare Teilchen

Genf – Unser Wissen vom Aufbau der Materie wurde vor rund einem halben Jahrhundert revolutioniert: 1964 schlug der US-Physiker Murray Gell-Mann vor, dass die als Baryonen bezeichneten Teilchen, zu denen Protonen und Neutronen gehören, aus drei geringfügig geladenen Objekten bestehen, die er Quarks nannte (nach einem Zitat aus James Joyces Roman "Finnegans Wake": "Three quarks for Muster Mark").

Dieses sogenannte Quarkmodell sah vor, dass Quarks auch im exotischen Verbund als Tetra- oder Pentaquarks vorkommen können: Letztere würden aus vier Quarks sowie einem Antiquark bestehen und waren bald Gegenstand heftiger Debatten, weil die Teilchen lange nicht entdeckt werden konnten.

Doch genau das dürfte nun am Large Hadron Collider gelungen sein: Wie die Physiker demnächst in den "Physical Review Letters" berichten, orteten sie in den riesigen und präzisen Datenmengen des LHC Signale, die sich laut den Forschern nur als Pentaquark-Zustände erklären lassen.

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illu.: cern / daniel dominguez
Wie der Pentaquark-Zustand genau aussieht, muss noch geklärt werden: Entweder es existiert als zusammenhängendes Partikel (links), oder als lose Kombination eines Mesons, bestehend aus einem Quark und einem Anti-Quark, und einem Baryon, das sich aus drei Quarks zusammensetzt. (rechts).

"Nicht irgendein neues Teilchen"

"Das Pentaquark ist nicht irgendein neues Teilchen", erklärte LHCb-Sprecher Guy Wilkinson. "Es stellt eine Möglichkeit dar, Quarks in einem Muster zu vereinigen, das trotz 50-jähriger experimenteller Suche noch nie beobachtet wurde. Die Untersuchung seiner Eigenschaften erlaubt es uns, ein besseres Verständnis dafür zu entwickeln, wie sich herkömmliche Materie, also die Protonen und Neutronen, aus denen wir alle bestehen, zusammensetzt."
Die Wissenschafter entdeckten das Pentaquark, indem sie den Zerfall von als Λb (Lambda b) bekannte Baryonen in drei weitere Partikel, ein J/ѱ (J-psi), ein Proton und ein geladenes Kaon untersuchten. Die Massespektren des J/ѱ-Teilchens und des Protons enthüllten jeweils eine Art Zwischenstadium ihrer Entstehung.
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Exotisches Pentaquark bei LHC-Experimenten entdeckt - CERN - derStandard.at ? Wissenschaft

 

[artemi]

wohin wird uns die quantenphysik noch führen papodidi? hab bei der physikmatura an der abendschule als spezialthema multiversum gehabt. war einiges an quantenphysik dabei.

 

[papodidi]

wohin wird uns die quantenphysik noch führen papodidi? hab bei der physikmatura an der abendschule als spezialthema multiversum gehabt. war einiges an quantenphysik dabei.

Das weiss niemand!!!

[h=1]Neuer Streckenrekord in der Quantenteleportation erreicht[/h][h=6]23. September 2015, 14:42[/h][h=2]In einer neuen Studie schickten Wissenschafter Lichtteilchen über die Distanz von hundert Kilometern durch Glasfasern[/h]Boulder – Die Teleportation von Quanten hat wenig mit dem "Beamen" zu tun, das aus zahlreichen Science Fiction Filmen bekannt ist. Weit mehr aber mit dem Transport von Informationen über Lichtteilchen in Glasfaserleitungen. In einer kürzlich im Fachblatt "Optica" veröffentlichten Studie gelang es Forschern um Hiroki Takesue vom National Institute of Standards and Technology (NIST) in Colorado, Lichtteilchen über hundert Kilometer weit durch eine Glasfaser zu schicken – ein neuer Rekord.

Zwar hatten frühere Studien Informationen im freien Raum bereits über weitere Strecken teleportiert, Glasfaserleitungen bieten aber eine größere Flexibilität in der Anwendung. Das Experiment bestätigte somit, dass Quantenkommunikation auch mittels Glasfaser über weite Distanzen möglich ist. Das spannende an der Quantenkommunikation: Sie verspricht eine sichere Verschlüsselung von Nachrichten durch die Quantenkryptografie, könnte in Zukunft aber auch für die Vernetzung von superschnellen Quantencomputern genutzt werden. (red, 23.09.2015)

Neuer Streckenrekord in der Quantenteleportation erreicht - Technik - derStandard.at ? Wissenschaft