html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Аэрогель поможет найти новые частицы в будущем новосибирском коллайдере


Светлана Ерыгина / Институт ядерной физики имени Будкера СО PAH

Обновленные материалы на основе четырехслойных аэрогелей станут ключевым элементом детекторов для будущих экспериментов в Супер чарм-тау фабрике, позитрон-электронном коллайдере, разрабатываемом сейчас в Институте ядерной физики имени Будкера (Новосибирск). Перед физиками стоит задача создать огромный детектор площадью более 15 квадратных метров, в котором будет более миллиона каналов считывания. Проект детектора будет представлен 26-27 мая на первом совещании международного Совета Супер чарм-тау фабрики, сообщает Институт ядерной физики СО РАН.

Супер чарм-тау фабрика — позитрон-электронный коллайдер, разрабатываемый в Институте ядерной физики имени Будкера. Как и у японского коллайдера SuperKEKb, задача ускорителя — эффективное создание частиц определенного типа в столкновениях элементарных частиц. Но если SuperKEKb рассчитан на генерацию прелестных адронов, содержащих b-кварк, то Супер чарм-тау фабрика будет оптимизирована для рождения частиц двух типов: адронов, содержащих очарованные с-кварки и тау-лептонов. Особенный интерес вызывают тау-лептоны — эти частицы являются тяжелыми собратьями электронов, отличаясь в 3500 раз большей массой. В отличие от мюонов и электронов, тау-лептоны достаточно массивны, чтобы распадаться на адроны. Примерно в двух случаях из трех тау-лептон распадется на пион(ы) и тау-нейтрино.

Существует интересный экспериментальный факт, входящий в Стандартную модель — сохранение полного лептонного числа в процессах распадов частиц. Лептонное число вычисляется так: если в системе есть лептоны (электрон, мюон или тау, а также нейтрино трех соответствующих типов), то каждый лептон добавляет единицу к лептонному числу, а если в системе присутствуют антилептоны (позитроны, антимюоны, антитау и антинейтрино), то за каждый антилептон из лептонного числа единица вычитается. Поиски нарушений закона сохранения лептонного числа в редких каналах распада тау-лептонов — один из способов обнаружить физику за пределами Стандартной модели.

Все подобные анализы — статистические исследования. Физикам требуется провести миллионы одинаковых экспериментов (распадов частиц) для того, чтобы знать наверняка, с какой вероятностью происходит рождение тех или иных частиц и сравнить ее с предсказываемой теорией. Поэтому если ученые хотят исследовать распады конкретных частиц, то просто необходимо настроить коллайдер так, чтобы именно эти частицы рождались чаще всего при столкновении электронов и позитронов. Здесь играет важную роль энергия и другие параметры ускорителя (это связано с тем, что вероятность рождения частицы-осколка в столкновении сильно зависит от суммарной энергии столкновения). Именно поэтому нужны специализированные коллайдеры-фабрики, настроенные на максимальную эффективность определенных процессов.

Важная часть любого коллайдерного эксперимента — детектор. Это устройство, позволяющее определить, какие именно осколки образуются в каждом из миллионов столкновений, происходящих в эксперименте. Фактически для этого надо выяснить несколько свойств осколков: определить их энергию и траекторию. Детектор, о котором говорится в сообщении Института ядерной физики, относится к категории черенковских детекторов. Они определяют скорость (а с ней и энергию) частиц по характерному свечению, испускаемому ими. Эффект Черенкова заключается в том, что когда частица движется в среде быстрее, чем скорость света в этой же среде, то она генерирует своеобразную «ударную волну», которую мы видим как свет. Конус «разлета» этой волны как раз и зависит от скорости частицы. Черенковское свечение можно наблюдать в активных зонах ядерных реакторов, а на свечении высокоэнергетических космических частиц даже построены специальные телескопы.

Для будущей Супер чарм-тау фабрики физики разработали черенковские кольцевые детекторы (RICH) на основе фокусирующего аэрогеля. Они состоят из двух частей: светочувствительной матрицы и четырехслойного аэрогеля, в котором происходит генерация черенковского излучения.

Наталья Купина / Институт ядерной физики имени Будкера СО PAH

Аэрогели — это очень пористые материалы с очень низкой плотностью. Если извлечь из аэрогеля весь воздух и заменить его на гелий, то можно добиться того, что этот твердый материал будет легче воздуха. Подробнее об аэрогелях можно прочитать в материале «Пять стихий: воздух». Используя многослойный аэрогель, в котором разные слои обладают различными коэффициентами преломления (и скоростями света в среде) ученые добиваются увеличения пространственного разрешения детекторов, по сравнению с однослойными аэрогелями, а значит увеличивают точность их работы.

Как отмечают специалисты Института ядерной физики СО РАН, такой четырехслойный аэрогель умеют производить лишь в Институте катализа имени Борескова СО РАН. На сегодняшний день прототипы таких четырехслойных детекторов уже протестированы на протонном синхротроне в CERN и на электронном пучке ускорителя ВЭПП-4М (ИЯФ СО РАН).

Стоит заметить, что детекторы на основе аэрогеля уже сейчас применяются в экспериментах по физике элементарных частиц. К примеру, «новосибирский» аэрогель сейчас используется в детекторе эксперимента КЕДР на коллайдере ВЭПП-4М, а также в детекторе AMS02, установленном на Международной космической станции. Ранее аэрогель также использовался в эксперименте LHCb Большого адронного коллайдера.

Владимир Королев

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • физика
          • ученые
          • исследования
          • эксперименты
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции