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

Большой адронный коллайдер впервые ускорил атомы


Maximilien Brice /Julien Ordan / CERN

Большой адронный коллайдер впервые ускорил атомы — ядра свинца, связанные с одним электроном. Ученым удалось продержать пучок атомов внутри ускорителя 40 часов. До этого коллайдер работал только с ионами и частицами — протонами, ядрами ксенона и ядрами свинца. Новый «модус» работы ускорителя позволит превратить его в источник фотонов очень высоких энергий, сообщает Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН).

Обычно на Большом адронном коллайдере (БАК) разгоняют пучки протонов. В ускорителе они «набирают» огромную энергию (порядка десяти тераэлектронвольт), а затем сталкиваются, а ученые наблюдают за рождением новых частиц-осколков. Это позволяет уточнить массу известных частиц, которые возникают в промежуточных реакциях (например, W-бозонов), проверить общепринятые теоретические модели и установить ограничения на параметры новых теорий, которые призваны объединить Стандартную модель и Общую теорию относительности. Разумеется, с тем же успехом БАК может сталкивать и другие заряженные частицы — в электромагнитных полях, создаваемых системой магнитных катушек, частицы будут ускоряться так же, как и протоны. Все, что для этого требуется — пересчитать напряженность полей, чтобы заставить частицу оставаться внутри ускорителя. Каждый год ученые уделяют немного времени работы коллайдера, чтобы провести такие «нетипичные» столкновения и обработать их результаты.

В прошлую среду (25 июля) БАК впервые использовал в качестве такой частицы «атом» — ядро свинца, связанное с единственным электроном. Конечно, такие «атомы» сильно отличаются от обычных, электронейтральных атомов свинца, которые содержат 82 электрона. Тем не менее, это большое достижение для коллайдера, так как удержать атомы целыми во время ускорения очень сложно — чтобы разогнать частицу, необходимо сообщить ей большое количество энергии, которая легко может оторвать электрон от ядра и разрушить атом. Когда это происходит, заряд частицы резко вырастает, сила Лоренца увеличивается, движение частицы перестает быть синхронизированным с напряженностью поля ускоряющих катушек, и она врезается в стенку коллайдера. До сих пор ученые не могли удержать атомы целыми при ускорении на БАК, хотя другим ускорителям (например, RHIC) это удавалось.

В ходе первого эксперимента исследователи разогнали 24 группы атомов до сравнительно низких энергий и продержали их в коллайдере в течение часа. Затем ученые включили катушки на полную мощность и через две минуты сбросили пучок — атомы стали слишком часто терять электроны и врезаться в стенки коллайдера, и физикам пришлось завершить эксперимент, чтобы не повредить установку. В следующем опыте ученые уменьшили число атомов в четыре раза, что позволило им увеличить время удержания до сорока часов. Это оказалось даже больше, чем предсказывали теоретические расчеты. В настоящее время ученые думают, можно ли оптимизировать установку таким образом, чтобы оставить продолжительность удержания на достигнутом уровне при увеличении мощности пучка.

Ученые надеются, что в будущем опыты с атомами позволят превратить БАК в «гамма-фабрику» (gamma factory) — источник фотонов с очень высокими энергиями. В самом деле, если посветить на ускоряемые атомы лазером, часть из них перейдет в возбужденное состояние, а затем вернется в основное, параллельно испуская фотон. В собственной системе отсчета, связанной с атомом, энергия фотона будет небольшой, однако в лабораторной системе отсчета, связанной с неподвижными наблюдателями, энергия фотона вырастет на много порядков из-за эффекта Доплера. В свою очередь, высокоэнергетические фотоны будут превращаться в частицы обычной и темной материи, и с их помощью можно будет проверить некоторые теоретические модели, предсказывающие ненулевое сечение взаимодействия вимпов и фотонов.

Ранее Большой адронный коллайдер несколько раз работал с ядрами тяжелых элементов, но не с атомами. Например, в октябре 2017 года ускоритель в течение восьми часов сталкивал ядра ксенона, чтобы исследовать образование кварк-глюонной плазмы.

Дмитрий Трунин

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