Smak och CP från bortom den elektrosvaga skalan

Forskningsprojekt, 2025 – 2028

Partikelfysik är grenen av fysik som syftar till att studera materiens minsta byggstenar. Enligt den nuvarande teorin, den så kallade "standardmodellen", är dessa byggstenar leptoner (till exempel elektronen), kvarkar, gauge bosoner (till exempel fotonen) och Higgspartikeln, som upptäcktes år 2012 i partikelacceleratorn LHC vid CERN i Schweiz. Standardmodellen har varit mycket framgångsrik med att förklara resultaten av alla experiment som hittills har utförts i partikelacceleratorer.Men trots denna framgång tror alla fysiker att vi ännu inte har funnit den slutgiltiga teorin. Framför allt ger inte standardmodellen en tillfredsställande förståelse för hur gravitationen passar in i bilden, men det finns också direkta bevis för existensen av materia som inte kan beskrivas med modellen (mörk materia). I denna projekt studerar vi modeller där Higgspartikeln uppstår som ett sammansatt tillstånd av nya ännu oupptäckta elementära partiklar, bundna av en kraft som liknar den starka kärnkraften. Sådana modeller förklarar vissa aspekter av standardmodellen och förutspår nya partiklar som skulle kunna upptäckas vid LHC inom en kort tid.För att skapa dessa nya, exotiska partiklar behöver man krocka "vanliga" partiklar (som protoner i LHC) med hög energi.Energi omvandlas då till massa enligt Einsteins berömda formel E = m c^2 och på det sätt kan de nya partiklarna skapas. Man behöver dessutom många kollisioner eftersom sannolikheten för att skapa dessa nya objekt är ofta mycket låg och man är tvungen att upprepa försöken om och om igen. Allt detta händer nu i de stora experimenten ATLAS, CMS och LHCb på LHC. Människan har alltid strävat efter att förstå omvärlden och nyfikenheten har varit drivkraften för många utvecklingar i vårt samhälle. Grundforskning inom fysik är en viktig del av detta mål och genom att utforska de lagar som styr de minsta byggstenarna hoppas vi att bättre förstå vår plats i Universum.