Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi veya Fransızca adı olan Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire'in kısaltmasıyla CERN, İsviçre ve Fransa sınırında yer alan, dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarını yöneten araştırma kuruluşudur. 1954 yılında 12 ülkenin katılımıyla kurulmuş olan CERN'in 23 tam üyesi vardır. İsrail, Avrupa dışında yer alan tek tam üyedir. Türkiye, ortak üye statüsündedir.
ATLAS deneyi, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde (CERN) 10 Eylül 2008'de deneyine başlanmış olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısında kurulan altı deneyden biridir. Diğerleri CMS deneyi, LHCb deneyi, LHCf deneyi Alice deneyi ve Totem deneyidir. ATLAS ve CMS genel amaçlı, LHCb b-fiziği üzerine, LHCf deneyi astroparçacıklar fiziği, Alice ağır iyon fiziği ve Totem ise toplam tesir kesiti ölçümü üzerinedir.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı dünyanın en büyük ve en güçlü parçacık çarpıştırıcısı ve dünyanın en büyük makinesi. Avrupa Nükleer Araştırmalar Merkezi (CERN) tarafından, 1998 ve 2008 yılları arasına 100'ü aşkın ülkeden 10.000 bilim insanı ve mühendisin yanı sıra 100'ün üzerinde üniversite ve laboratuvarın katılımıyla inşa edildi. Cenevre yakınlarında, Fransa-İsviçre sınırının altındaki 27 kilometre uzunluğunda ve derinliği 175 metreyi bulan bir tünel boyunca uzanır.
Takyon, ışıktan hızlı giden farazi parçacıklardır. İlk tanımı Arnold Sommerfeld'e atfedilmişse de, aslında ilk olarak George Sudarshan ve Gerald Feinberg tarafından yazılmıştır. Çoğu fizikçi için fiziğin bilinen yasaları ile tutarlı değildir, çünkü ışıktan daha hızlı parçacıkların olamayacağı tahmin edilmektedir. Takyonlar, Albert Einstein'in ünlü Genel görelilik yasasındaki v2 /c2 ifadesindeki cismin hızı (v) ışık hızından (c) büyük olursa ne olur sorusunun cevabıdırlar. Bu nedenle takyon parçacıklarının kütleleri reel sayı ile değil karmaşık sayılar ile ifade edilir aynı zamanda v daima c den büyük olacağından, takyonlar için en yavaş hız ışık hızıdır. Ancak tam olarak ışık hızında da olamazlar çünkü ışık hızında olursalar v2/c2 = 1 olacağından bu ifade tanımsız olur. Bununla birlikte, negatif kare kütle alanlar genellikle, "takyonlar" olarak adlandırılır ve aslında modern fizikte önemli bir rol oynamaya başlamıştır. Potansiyel tutarlı teoriler, ışıktan daha hızlı parçacıkların Lorentz değişmezinin kırılmasına dahil olanlara izin verir böylece özel göreceliğin altında yatan simetriye, ışığın hızı bir bariyer değildir, Böylece gerçek dünya için sınır olan ışık hızı burada da değerini korur. Buradan çıkarılacak sonuç ise, takyonların varlığının fizik ve matematik kurallarına aykırı olmadığıdır. Bunu takyonların varlığına delil olarak gösterenler vardır. Aynı (v)>(c) değerlerinin zaman denklemi içinde yerine konulması sonucunda zaman kavramının takyonlar için tıpkı kütle gibi imajiner olduğunu gösterir. Zaman gerçek olmadığı içinde zamanın oku olan entropi artışı söz konusu olmaz ve bu nedenle takyonlar evreni gerçek evrenin aksine büzüşmezler tam tersine sanal kütleleri nedeniyle çekim etkisine girmediklerinden evreni gererler. Böylece, başlanılan noktaya geri dönülen bir küresel evren modeli yerine takyon evreni için kenarları olmayan bir sonsuz evren söz konusudur. Ayrıca takyonların hızı enerjileri azaldıkça artar. Bu nedenle radyasyon yaydıkları varsayıldığında, azalan enerjileri nedeniyle sürekli hızlanırlar ve nihayet sıfır enerji için sonsuz hıza ulaşırlar. Enerji azaldıkça hızları arttığından dolayı kuvvet denilen etki hareketle aynı yönde olduğunda takyonların hızını arttırmaz tam tersine yavaşlatır. Birçok fizikçinin nötrino ve teorik takyonların özellikleri arasındaki olası bağlantıyı anlamaya çalışmış olduğuna dikkat etmek önemlidir.
CMS deneyi, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde (CERN) LHC hızlandırıcısı üzerinde kurulmuş olan ve 2008 yılında çalışmaya başlayarak proton-proton çarpışmaları sonucu ortaya çıkan parçacıkların izlerini ve enerjilerini ölçen beş deneyden biridir. İsmi İngilizcede Compact Muon Selenoid sözcüklerinin baş harflerinden gelir. 15 m yükseklikte, 22 m boyunda, toplam 12500 ton ağırlığa sahip bir düzenektir. Dedektörün en iç bölgesinde 3.85 Tesla kadar magnetik bir alan şiddetine sahip güçlü bir süperiletken mıknatıstır ve özellikle yeni fizik kanunlarına ait sinyalleri keşfetmek üzere dizayn edilmiştir, fakat daha önceki çarpıştırma deneylerinden daha yüksek enerjilere çıkabilmesi sebebi ile önceki deney sonuçlarını daha yüksek duyarlılıkta ölçümler yapabilmektedır.
Yukarı kuark en hafif kuarktır, temel bir parçacıktır ve maddenin önemli bir bileşenidir. Aşağı kuarkla birlikte atom çekirdeğini meydana getiren proton ve nötronu oluşturur. Birinci nesil olarak sınıflandırılırlar. Elektrik yükü +2/3 e olup çıplak kütleleri 2,2+0,5
-0,4 MeV/c2 olarak ölçülmüştür. Bütün kuarklar gibi yukarı kuark da 1/2 spine sahip temel fermiyondur ve dört temel etkileşimin hepsinden etkilenir. Yukarı kuarkın antiparçacığı olan yukarı antikuark ile elektriksel yük işareti gibi birkaç özellikte farklılaşır.
Higgs bozonu; Peter Higgs, Gerald Guralnik, Richard Hagen, Tom Kibble, François Englert ve Robert Brout tarafından Standart Model'deki fermiyonlara kütle kazandırmak için varlığı öne sürülmüş, spini 0 (sıfır) olan parçacık. H veya h olarak kısaltılır. Aralık 2011'de o zamanlar iki ana deneyin sözcüleri birbirlerinden bağımsız sonuçlara dayanarak Higgs parçacığının 125 GeV/c2 değerinde bir kütleye sahip olabileceğini belirtti. Ayrıca yaptıkları açıklamada 115–130 GeV/c2 arası hariç Higgs'in bulunmayacağı diğer kütle aralıklarının önemli ölçüde elendiğini belirttiler. BHÇ'nin kesin bir sonuç için gerekli cevabı 2012'nin sonunda vereceği söylendi. 22 Haziran 2012'de CERN, yapılan deneylerin son durumu hakkında bir seminer verileceğini duyurdu. 28 Haziran 2012 civarlarında parçacığın bulunduğu yönünde açıklamaların geleceği medyada yayılmaya başladı fakat bunun "sadece güçlü bir sinyal" mi yoksa resmi bir keşif mi olacağı belirsizdi.
Parçacık fiziğinde şu anda bilinen ve kuramsal olan temel parçacıkları ve bu parçacıklarla oluşturulabilen bileşik parçacıkları içeren listedir.
W ve Z bozonları, zayıf etkileşime aracılık eden temel parçacıklardır. Bu bozonların keşfi parçacık fiziğinin Standart Modeli için büyük bir başarının müjdecisi oldu.
Peter Ware Higgs, İngiliz teorik fizikçi.
Jonathan Richard Ellis, King's College London'da fizik profesörlüğü yapan Britanyalı teorik fizikçi. Highgate School'u bitirdikten sonra Cambridge Üniversitesi'ne girmiş ve burada 1973 yılında teorik parçacık fiziği doktorası yapmıştır. Doktora sonrası, SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ve Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde bulunmuştur. 1978'den beri CERN ile süresiz kontratı bulunmaktadır. Institute of Physics tarafından sırasıyla 1982 ve 2005 yıllarında Maxwell Madalyası ve Paul Dirac Ödülü'ne layık görülmüştür. 1985'ten beri Kraliyet Topluluğu'nun ve 1991'den beri de Institute of Physics'in seçilmiş akademik üyelerindendir. Southampton Üniversitesi tarafından Fahri Doktora ile ödüllendirilmiş ve Gravity Research Foundation'ın düzenlediği deneme yarışmalarında iki kez birincilik ödülü kazanmıştır. Fizikçi ayrıca Uppsala Üniversitesi'nde de Fahri Doktordur.
Deneyli ve uygulamalı parçacık fiziği, nükleer fizik ve nükleer mühendislikteki, çekirdek bozunumları, kozmik ışınlar ya da parçacık hızlandırıcılarındaki çarpışmalarla üretilen yüksek enerjili parçacıkları belirlemek ve/veya izini bulmak için kullanılan aygıtlara parçacık dedektörleri veya diğer bir deyişle ışınım dedektörleri denir. Çağdaş dedektörler, belirlenen ışınım enerjisini ölçmek için kalorimetre olarak da kullanılırlar. Ayrıca parçacıkların momentum, spin, yük gibi özelliklerini ölçmek için de kullanılırlar.
François, Baron Englert, Nobel Ödüllü bir kuramsal fizikçidir. Kuramsal fizik araştırma grubunun bir üyesi olduğu Université libre de Bruxelles'de fahri profesörlük görevini sürdürmektedir. Englert ayrıca Kaliforniya'daki Chapman Üniversitesi'nin Kuantum Çalışmaları Enstitüsünün de bir üyesidir. 2010'da J.J. Sakurai Kuramsal Fizik Ödülü, 2004'te Wolf Fizik Ödülü, ve 1997'de Avrupa Fizik Topluluğu Yüksek Enerji ve Parçacık Fiziği ödülü gibi birçok ödül kazanmıştır. İstatiksel fizik alanında katkıları bulunmaktadır. François Englert'e 2013'te Higgs Mekanizması'nın keşfi nedeniyle Peter Higgs ile birlikte Nobel Fizik Ödülü verilmiştir.
Preonlar parçacık fiziğinde, kuarklar ve leptonların altparçacıkları olan nokta parçacıklardır. Terim 1974’te, Jogesh Pati ve Muhammed Abdüsselam tarafından oluşturulmuştur. Preon modellerine olan ilgi, 1980’lerde zirve noktasına ulaşmıştır ancak parçacık fiziği Standart Model'i, fiziğin kendisini en başarılı şekilde tanımlamaya devam ettiğinden ve lepton ile kuark kompozitleri hakkında hiçbir deneysel veri bulunmadığından dolayı bu ilgi azalmıştır.
Süpereş(İngilizce:Superpartner veya Sparticle), parçacık fiziğinde bir varsayımsal temel parçacıktır. Süpersimetri sinerjik teorilerinden biri olan yüksek enerji fiziği bu "gölge" parçacıklarının varlığını tahmin ediyor.
Pentakuark, birbirlerine bağlı durumdaki dört kuark ile bir antikuarktan oluşan atomaltı parçacıktır. Kuarkların +1/3, antikuarkların ise - 1/3 baryon sayısına sahip olmalarından ötürü pentakuarkların toplam baryon sayısı 1'dir ve bu da pentakuarkların baryon olarak tanımlanmasını sağlar. Normal baryonların aksine üç değil de beş kuark bulundurmasından ötürü egzotik baryon olarak sınıflandırılır.
Göreli Ağır İyon Çarpıştırıcısı ilk ve çalışan sadece 2 ağır iyon çarpıştırıcı vardır ve onlardan biridir. Aynı zamanda, şu ana kadar inşa edilmiş tek spin-kutuplu proton çarpıştırıcıdır. Brookhaven Ulusal Laboratuvarı (BNL) Upton, New York' ta bulunur ve ulusalar arası bir araştırma timi tarafından kullanılır. Amerika Birleşik Devletleri' ndeki çalışan tek parçacık çarpıştırıcıdır.. RHIC' i relativistik hızlarda hareket eden iyonları çarpıştırmak için kullanarak fizikçiler Big Bang' in kısa bir süre ardından evrende var olmuş maddeninilkel formu üzerine çalırlar. Spin- kutuplanmış protonları çarpıştırarak, protonun spin yapısı keşfedilmiştir.
Ashutosh Vijay Kotwal, Hint kökenli Amerikalı bir parçacık fizikçisidir. Duke Üniversitesi'nde Fritz London Fizik Profesörüdür ve W bozonları ve Higgs bozonu ile ilgili parçacık fiziği araştırmaları yürütür ve yeni parçacıklar ve kuvvetler araştırmaları yapmaktadır.
Jeffrey Robert Forshaw, kuantum renk dinamiğine (QCD) özel ilgi duyan bir İngiliz parçacık fizikçisidir. HERA parçacık hızlandırıcı, Tevatron parçacık hızlandırıcısı ve CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) projelerinde görev almıştır. 2004'ten beri Manchester Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu'nda parçacık fiziği profesörüdür.
Parçacık fiziğinde, küçük Higgs modelleri, Higgs bozonunun TeV enerji ölçeğinde bazı küresel simetri kırılmalarından kaynaklanan pseudo-Goldstone bozonu olduğu fikrine dayanmaktadır. Küçük Higgs modellerinin amacı, elektrozayıf simetri kırılmasından sorumlu Higgs bozon(lar)ının kütlesini stabilize etmek için bu tür yaklaşık küresel simetrilerin kendiliğinden kırılmasını kullanmaktır.
