Compact Particle Collider - CPC Project

The research background

According to astronomical theories, of all the matter that makes up the entire universe, only about 20% can be observed using current instruments. The remaining 80% is known as "dark matter," which does not absorb, reflect, or emit any light. Its presence can only be inferred through measurements of gravitational effects.

About a decade ago, during the search for the Higgs boson, a substance called "Weakly Interacting Massive Particles" (WIMP) emerged as the top candidate for dark matter. Scientists believed that by creating these particles using the Large Hadron Collider (LHC), they could observe their detailed properties and understand how they contribute to the invisible parts of the universe. So, over the past ten years since the discovery of the Higgs boson, the LHC has been entrusted with the crucial task of uncovering these elusive WIMPs.

Furthermore, scientists have recently observed a new type of "pentaquark" and the first-ever pair of "tetraquarks," including a novel type of tetraquark. Three new members have been added to the list of newly discovered hadrons at the LHC, bringing the total number of observed hadrons to 21, each with its unique properties. Researchers are excited about these three new discoveries.

Pentaquark particles are "subatomic particles" belonging to the family of strange hadrons and consist of five quarks (four quarks and one antiquark, giving it a baryon number of 1). Physicists claim that pentaquark particles have existed for many years but have been challenging to detect. Tetraquark states, on the other hand, are hypothetical mesons composed of four quarks.

This new discovery will help physicists gain a better understanding of how quarks combine to form composite particles. Quarks are elementary particles that usually combine in groups of two or three to form hadrons, such as protons and neutrons that make up atomic nuclei. In rare cases, they can also combine to form tetraquark and pentaquark particles, known as "tetraquarks" and "pentaquarks," respectively.

Gemäß astronomischer Theorien kann von der gesamten Materie, die das gesamte Universum ausmacht, nur etwa 20% mit den aktuellen Instrumenten beobachtet werden. Die restlichen 80% werden als "Dunkle Materie" bezeichnet, die keine Lichtstrahlen absorbiert, reflektiert oder emittiert. Ihre Existenz kann nur durch Messungen der gravitativen Effekte abgeleitet werden.

Vor etwa einem Jahrzehnt, während der Suche nach dem Higgs-Boson, tauchte eine Substanz namens "schwach wechselwirkende massereiche Teilchen" (WIMP) als Top-Kandidat für Dunkle Materie auf. Wissenschaftler glaubten, dass sie durch die Erzeugung dieser Teilchen mithilfe des Large Hadron Collider (LHC) deren detaillierte Eigenschaften beobachten und verstehen könnten, wie sie zu den unsichtbaren Teilen des Universums beitragen. So wurde dem LHC in den letzten zehn Jahren seit der Entdeckung des Higgs-Bosons die entscheidende Aufgabe übertragen, diese schwer fassbaren WIMPs aufzuspüren.

Des Weiteren haben Wissenschaftler kürzlich einen neuen Typ von "Pentaquark" und das allererste Paar von "Tetraquarks" beobachtet, einschließlich einer neuartigen Art von Tetraquark. Drei neue Mitglieder wurden der Liste der neu entdeckten Hadronen am LHC hinzugefügt, wodurch sich die Gesamtzahl der beobachteten Hadronen auf 21 erhöht, von denen jedes seine eigenen einzigartigen Eigenschaften besitzt. Forscher sind begeistert von diesen drei neuen Entdeckungen.

Pentaquark-Teilchen sind "subatomare Teilchen", die zur Familie der seltsamen Hadronen gehören und aus fünf Quarks bestehen (vier Quarks und ein Antiquark, was ihnen eine Baryonenzahl von 1 verleiht). Physiker behaupten, dass Pentaquark-Teilchen seit vielen Jahren existieren, aber schwer zu entdecken sind. Tetraquark-Zustände hingegen sind hypothetische Mesonen, die aus vier Quarks bestehen.

Diese neue Entdeckung wird den Physikern dabei helfen, ein besseres Verständnis dafür zu erlangen, wie sich Quarks zu komplexen Teilchen verbinden. Quarks sind elementare Teilchen, die normalerweise in Gruppen von zwei oder drei zusammenkommen, um Hadronen zu bilden, wie beispielsweise Protonen und Neutronen, die die Atomkerne bilden. In seltenen Fällen können sie sich auch zu Tetraquark- und Pentaquark-Teilchen kombinieren, die als "Tetraquarks" bzw. "Pentaquarks" bezeichnet werden.

CPC (Compact Particle Collider) spec:

Beam type: Photon, heavy ion

Max. energy: 0.14 TeV

Power consumption: 1.8 MW
Circumference: short type