Les physiciens d’A&S utilisent la technologie de conception pour découvrir de nouvelles informations sur la composition de l’univers

Hangyi Wu, étudiante diplômée en physique, se prépare à utiliser un dispositif de capture sous vide conçu par le groupe de physique des hautes énergies pour l’un des processus délicats impliqués dans l’assemblage des bâtons ajustés.

Collège des arts et des sciences (A&S) Les physiciens viennent de lancer un nouveau dispositif de suivi pour étudier les forces fondamentales et les particules dans l’univers. L’appareil, connu sous le nom de Upstream Tracker, a été installé dans le célèbre laboratoire de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) à la frontière franco-suisse juste à l’extérieur de Genève, qui utilise certains des instruments scientifiques les plus grands et les plus sophistiqués au monde pour étudier particules fondamentales. .

L’Upstream Tracker fait partie d’une mise à niveau ambitieuse de l’expérience de prise de données « Beauty of the Large Hadron Collider (LHCb) » au Large Hadron Collider du CERN, qui vise à découvrir des informations sur l’univers grâce à la science connue sous le nom de Nouvelle Physique. La nouvelle physique est une connaissance qui améliore la compréhension actuelle du fonctionnement de l’univers. Le groupe de physique des hautes énergies de l’université travaillant sur LHCb a dirigé une équipe internationale de collaborateurs qui a conçu et construit ce détecteur.

L’installation est l’aboutissement d’une décennie de recherches et de travaux, menés par un professeur de physique Marina Artuso. Le projet a reçu près de 7 millions de dollars en récompenses de la National Science Foundation, la majorité de l’argent allant directement à la recherche de Syracuse.

Upstream Tracker aidera les scientifiques à rechercher des connaissances au-delà du « modèle standard » de la physique, qui est actuellement la meilleure théorie sur les éléments constitutifs de l’univers. Composant important du système de suivi de LHCb, le suiveur en amont est utilisé pour reconstruire les emplacements des particules subatomiques entraînant des collisions proton-proton, et fait partie d’un processeur à grande vitesse qui implémente des algorithmes complexes pour prendre des décisions en temps réel sur ce qu’il faut enregistrer. C’est la technologie qui permettra aux physiciens de faire des découvertes majeures sur les particules fondamentales.

Alors que le modèle standard explique beaucoup de choses sur la matière et les forces physiques dans l’univers, il y a des phénomènes importants qu’il n’explique pas, dit Artuso, comme l’existence de la matière noire et de l’énergie noire, qui sont invisibles mais responsables d’environ 95 % de la l’univers, et la raison pour laquelle l’univers actuel est stable. Le LHCb et Upstream Tracker sont conçus pour aider les physiciens à résoudre ces grands mystères grâce à la nouvelle physique.

Les étudiants diplômés Andy Peter, Joseph Schoberd et Michael Wilkeson effectuent les dernières vérifications sur cinq colonnes sécurisées dans des structures d’expédition complexes pour une livraison sûre au CERN.

Près de 50 étudiants de premier cycle et des dizaines d’étudiants diplômés ont contribué à ce projet au fil des ans et plusieurs membres du corps professoral de Syracuse ont joué des rôles clés, notamment le regretté Sheldon Stone, qui a été l’adjoint du projet, ainsi qu’un professeur de physique. Stephen Blaskqui a dirigé les études de faisceau d’essai des modèles de détecteurs, est professeur agrégé de physique Rodolphe est mortqui a dirigé l’acquisition du capteur, est professeur de physique Tomasz Skwarnicki, qui dirige l’effort logiciel pour traiter les informations du détecteur. Professeur assistant de recherche en physique Montagne de seigle Il a joué un rôle clé dans la mécanique des détecteurs et a supervisé la production des unités de détection dans les salles blanches construites pour ce projet.

« L’un des principaux principes de mon travail de physique est de résoudre les mystères du fonctionnement de l’univers grâce à la nouvelle physique. Mais la nouvelle physique peut être très subtile, insaisissable et difficile à comprendre. La nature veut que nous travaillions encore plus dur pour les trouver. L’Upstream Tracker est un élément clé du détecteur LHCb qui se prépare à observer des processus rares entre les particules qui se produisent en dessous du niveau de sensibilité actuel », explique Artuso.

Pour une séance de questions-réponses complète avec Artuso et une paire d’anciens élèves partageant leur expérience sur ce projet et offrant un aperçu de ce qu’ils espèrent que cet appareil peut apporter à la connaissance humaine, visitez Artsandaciences.syracuse.edu.