W-Διαδρομές
Ο LHC είναι ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής στον κόσμο. Κατασκευάστηκε για να εισχωρήσει σε ανεξερεύνητες περιοχές πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο. Κι αυτό επειδή ακόμη υπάρχουν κενά στο Καθιερωμένο Πρότυπο, παρόλο που αυτό περιγράφει με μεγάλη επιτυχία τους βασικούς δομικούς λίθους της ύλης και τις δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ τους και δίνει προβλέψεις σε πολύ καλή συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα. Τα πειράματα του LHC έχουν σκοπό να απαντήσουν σε μερικά από τα ανοικτά ερωτήματα, όπως πώς αποκτούν τη μάζα τους τα σωματίδια και γιατί το σύμπαν αποτελείται περισσότερο από ύλη και όχι από αντιύλη.
Για να απαντηθούν αυτές οι ερωτήσεις προκαλούνται συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων. Αλλά τι ακριβώς αλληλεπιδρά κατά τη σύγκρουση πρωτονίων; Τα συστατικά των πρωτονίων (γκλουόνια ή/και κουάρκ).
Κατά την αρχική φάση της λειτουργίας του LHC, οι φυσικοί εστίαζαν σε κάθε ένα από τα στοιχειώδη σωματίδια του Καθιερωμένου Προτύπου. Μέσα σε λίγες εβδομάδες "ξανα-ανακάλυψαν" όλα τα σωματίδια, όπως για παράδειγμα δέσμιες καταστάσεις κουάρκ και αντικουάρκ (τα λεγόμενα charmonium και bottonium που είχαν ανακαλυφθεί το 1974 και 1977), τα υψηλά (top) κουάρκ (που είχαν ανακαλυφθεί το 1995) και τα μποζόνια W και Z (που είχαν ανακαλυφθεί στο CERN το 1983). Για να είσαι σίγουρος/η ότι ανακάλυψες νέα σωματίδια σε συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου, θα πρέπει πρώτα να είσαι ικανός/ή να αναγνωρίζεις τα γνωστά σωματίδια στα διάφορα γεγονότα του LHC. Αυτό όχι μόνο επιβεβαιώνει τα προηγούμενα αποτελέσματα, αλλά επιπλέον δείχνει πώς αυτά τα σωματίδια εμφανίζονται στο νέο περιβάλλον των ανιχνευτών του LHC.
Έτσι, εστιάζουμε στα μποζόνια W που είναι οι υπεύθυνοι φορείς για την ασθενή αλληλεπίδραση. Ας δούμε αυτή η ανταλλαγή τι μπορεί να μας πει για τα ίδια τα σωματίδια W και πώς αυτή εμφανίζεται στον ανιχνευτή ATLAS.