Experimental Particle Physics Consolidated Grant 2022-2025

实验粒子物理综合补助金 2022-2025

基本信息

  • 批准号:
    ST/W000466/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 880.21万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Fundamental physics strives to answer the big questions: what is our Universe made of; how did it evolve; what forces govern it and how do they shape the phenomena we observe? In particle physics we build experiments to examine the very smallest constituents of the Universe, fundamental particles, so that we can address these questions with our findings.Our knowledge of how fundamental particles behave is encapsulated in a theory called the Standard Model. It has enormous predictive power and provides a simple framework to understand the nature of the Universe. However, we also know the theory is incomplete. Experiments at the highest energies let us test predictions and determine the limits of the validity of our theory. Dedicated high-precision experiments let us probe predictions to incredible levels of accuracy. The faintest trace of any disagreement between theory and experimental data could provide the first hint of new laws of physics operating, which would be a step forward in understanding the nature of the Universe.One of the most pressing questions we have concerns why matter dominates so much over anti-matter. Matter and anti-matter should have been created in equal quantities in the early Universe, but very little anti-matter can be observed now. This defining feature of our Universe must ultimately be due to a difference in behaviour between matter and anti-matter, but this difference is a mystery. Neutrinos, the most elusive of particles, may hold the key to understanding why this happened. They have no charge, barely interact with matter, have a very small mass and to detect them we have had to build enormous but very sensitive detectors. An important part of our research is to make detailed measurements of neutrinos, to understand their masses and whether they are responsible for our matter-dominated universe. Another mystery we seek to resolve concerns dark matter. We know that there are not enough stars visible in galaxies to explain the speed at which stars rotate around them. We explain this by hypothesising that galaxies also contain invisible (dark) matter. Dark matter supplies the extra gravitational force necessary to keep stars in their orbits, but its nature is unknown. Many explanations have been proposed, ranging from it being formed of extremely low mass particles to massive black holes. Some explanations have been excluded, but many are extremely challenging to either confirm or reject experimentally. To address this we develop more powerful experiments using a wide range of approaches and technologies, to perform the broadest search for the unknown particles that may form this elusive dark matter.
基础物理学致力于回答大问题:我们的宇宙是由什么组成的;它是如何进化的;什么力量支配着它,以及它们如何塑造我们观察到的现象?在粒子物理学中,我们建立实验来研究宇宙中最小的组成部分,基本粒子,这样我们就可以用我们的发现来解决这些问题。我们对基本粒子行为的知识被封装在一个称为标准模型的理论中。它具有巨大的预测能力,并提供了一个简单的框架来理解宇宙的性质。但是,我们也知道这个理论是不完整的。在最高能量下的实验使我们能够检验预言并确定我们理论有效性的极限。专门的高精度实验让我们能够以令人难以置信的准确度来探测预测。理论和实验数据之间任何细微的分歧都可能提供新的物理定律运行的第一个线索,这将是理解宇宙本质的一个进步。我们最紧迫的问题之一是为什么物质比反物质占主导地位。在早期宇宙中,物质和反物质应该是等量的,但现在几乎没有反物质被观察到。我们宇宙的这种决定性特征最终一定是由于物质和反物质之间的行为差异,但这种差异是一个谜。中微子是最难以捉摸的粒子,可能是理解为什么会发生这种情况的关键。它们不带电荷,几乎不与物质相互作用,质量非常小,为了探测它们,我们不得不建造巨大但非常灵敏的探测器。我们研究的一个重要部分是对中微子进行详细的测量,了解它们的质量以及它们是否对我们的物质主导的宇宙负责。我们寻求解决的另一个谜团与暗物质有关。我们知道星系中没有足够的可见恒星来解释恒星围绕它们旋转的速度。我们通过假设星系也包含不可见(暗)物质来解释这一点。暗物质提供了使恒星保持在轨道上所需的额外引力,但其性质尚不清楚。人们提出了许多解释,从极低质量粒子到大质量黑洞。一些解释被排除在外,但许多都是非常具有挑战性的,无论是确认或拒绝实验。为了解决这个问题,我们使用广泛的方法和技术开发了更强大的实验,对可能形成这种难以捉摸的暗物质的未知粒子进行最广泛的搜索。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electron and photon energy calibration with the ATLAS detector using LHC Run 2 data
使用 LHC Run 2 数据通过 ATLAS 探测器进行电子和光子能量校准
  • DOI:
    10.1088/1748-0221/19/02/p02009
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Aad G
  • 通讯作者:
    Aad G
Observation of four-top-quark production in the multilepton final state with the ATLAS detector
  • DOI:
    10.1140/epjc/s10052-023-11573-0
  • 发表时间:
    2023-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    G. Aad;B. Abbott;K. Abeling;N. J. Abicht;S. Abidi;A. Aboulhorma;H. Abramowicz;H. Abreu
  • 通讯作者:
    G. Aad;B. Abbott;K. Abeling;N. J. Abicht;S. Abidi;A. Aboulhorma;H. Abramowicz;H. Abreu
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Joost Vossebeld其他文献

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