Большой адронный коллайдер впервые ускорил атомы

Большой адронный коллайдер впервые ускорил атомы

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.

Источник: N+1

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, страницу «Хвилі» в Facebook.

Последние новости
Брок назвал главное условие для проведения выборов на Донбассе

Брок назвал главное условие для проведения выборов на Донбассе

Спецпредставитель президента Европейской Комиссии по Украине заявил, что фейковых выборов на Донбассе не будет
Люди Трампа давили на Зеленского еще до инаугурации — свидетель

Люди Трампа давили на Зеленского еще до инаугурации — свидетель

Фиона Хилл дала десятичасовые показания в Конгрессе.
Кометы занесли на Землю молекулы жизни — ученые

Кометы занесли на Землю молекулы жизни — ученые

Кометы могли занести на Землю органические молекулы.
В организме человека обнаружили вирус Х

В организме человека обнаружили вирус Х

Неизвестный вирус обнаружен в людях
Цены на «борщевой набор» установили 4-летний рекорд

Цены на «борщевой набор» установили 4-летний рекорд

Они начали снижаться
Всемирный банк изменил прогноз по экономике Украины

Всемирный банк изменил прогноз по экономике Украины

Всемирный банк прогнозирует рост экономики Украины.
В «Слуге народа» озвучили позицию по неприкосновенности Порошенко

В «Слуге народа» озвучили позицию по неприкосновенности Порошенко

«Слуги народа» готовы голосовать за снятие иммунитета с Порошенко
Microsoft обновила Windows 10: что изменилось

Microsoft обновила Windows 10: что изменилось

Microsoft  запустила обновление для Windows 10
Названы продукты, которые сохранят кожу молодой и упругой

Названы продукты, которые сохранят кожу молодой и упругой

Мясо, овощи, фрукты, горький шоколад, креветки помогут сохранить кожу молодой и здоровой.
Судебная реформа в Украине беспокоит «Большую семерку» — Брок

Судебная реформа в Украине беспокоит «Большую семерку» — Брок

В Еврокомиссии ожидают, что Украина изменит закон о реформе правосудия.
У Зеленского спрогнозировали цену газа в 2020 году

У Зеленского спрогнозировали цену газа в 2020 году

Министр энергетики рассказал, сколько будет стоить газ для населения в 2020 году
Китай переманивает ученых США, обещая финансовую поддержку — Сенат

Китай переманивает ученых США, обещая финансовую поддержку — Сенат

В Сенате США заявили, что Китай переманивает американских ученых.
«Минск» будет продолжаться даже без политического урегулирования — посол Германии

«Минск» будет продолжаться даже без политического урегулирования — посол Германии

"Минск" будет продолжаться, даже если не удастся договориться о политических шагах урегулирования на Донбассе, заявила посол Фельдгузен.
Современные представления о Вселенной признаны ошибочными

Современные представления о Вселенной признаны ошибочными

Ученые выявили проблему несовпадения данных о расширении Вселенной.
Турция пригрозила возобновить военную операцию в Сирии из-за России

Турция пригрозила возобновить военную операцию в Сирии из-за России

Глава МИД Турции заявил, что Россия и курдские формирования не выполняют условия соглашения. А значит, военная операция может быть продолжена.
За конфликт на Донбассе однозначно отвечает Россия, а не Порошенко — Тейлор

За конфликт на Донбассе однозначно отвечает Россия, а не Порошенко…

США заверили Украину в своей поддержке в борьбе с агрессией России.
В Польше нашли еще один Стоунхендж возрастом 7 тысяч лет

В Польше нашли еще один Стоунхендж возрастом 7 тысяч лет

Обнаружен ритуальный Стоунхендж в Польше
Найден новый способ лечения ВИЧ

Найден новый способ лечения ВИЧ

Ученые нашли способ борьбы с ВИЧ на генном уровне.
У Зеленского категорично ответили на предложение «Газпрома»

У Зеленского категорично ответили на предложение «Газпрома»

Оржель объяснил позицию Украины в газовом вопросе
В ВМС рассказали, когда прибудут возвращенные Россией корабли

В ВМС рассказали, когда прибудут возвращенные Россией корабли

Прибытие кораблей ожидается 20-21 ноября.
Суд ЕС вынес решение по судебной реформе Польши

Суд ЕС вынес решение по судебной реформе Польши

Суд ЕС сомневается в независимости нового органа при Верховном суде Польши.
Разумков сказал, что ждет Донбасс после нормансдком встречи

Разумков сказал, что ждет Донбасс после нормансдком встречи

После нее будет разработан законопроект «Об особом статусе Донбасса»
На Львовщине произошло ЧП в воинской части, есть жертвы

На Львовщине произошло ЧП в воинской части, есть жертвы

В результате пожара в воинской части погиб офицер, еще один - госпитализирован
Boeing перестал быть самым продаваемым самолетом: назван новый лидер

Boeing перестал быть самым продаваемым самолетом: назван новый лидер

Впервые за 55 лет американский производитель самолетов уступил европейскому.
Гигантские запасы воды нашли на спутнике Юпитера

Гигантские запасы воды нашли на спутнике Юпитера

Водяной пар обнаружен над поверхностью Европы.
Разумков заявил, что лимит на владение землей могут пересмотреть

Разумков заявил, что лимит на владение землей могут пересмотреть

Максимальный лимит на землю, в одни руки, скорее всего тоже будет пересматриваться
Xiaomi выпустит первый ридер стоимостью $85

Xiaomi выпустит первый ридер стоимостью $85

Xiaomi eBook Reader будет иметь e-ink экран (скорее всего шестидюймовый) с HD-разрешением и плотностью пикселей 212 PPI
Туск останется в Европарламенте: возглавит Европейскую народную партию

Туск останется в Европарламенте: возглавит Европейскую народную партию

Туск будет утвержден главой ЕНП уже завтра.
«Эпоха договорняков закончилась навсегда»: Зеленский отреагировал на заявление Тимошенко

«Эпоха договорняков закончилась навсегда»: Зеленский отреагировал на заявление Тимошенко

Президент рассказал, что на самом деле предлагала ему Тимошенко.
В Раде обещают не повышать налоги для ФОП и IT

В Раде обещают не повышать налоги для ФОП и IT

Налоги для предпринимателей пока повышать не будут.
Читай также
Последние новости

Брок назвал главное условие для проведения выборов на…

Люди Трампа давили на Зеленского еще до инаугурации…

Кометы занесли на Землю молекулы жизни — ученые

В организме человека обнаружили вирус Х

Цены на «борщевой набор» установили 4-летний рекорд

Всемирный банк изменил прогноз по экономике Украины

В «Слуге народа» озвучили позицию по неприкосновенности Порошенко

Microsoft обновила Windows 10: что изменилось

Названы продукты, которые сохранят кожу молодой и упругой

Судебная реформа в Украине беспокоит «Большую семерку» -…

У Зеленского спрогнозировали цену газа в 2020 году

Китай переманивает ученых США, обещая финансовую поддержку -…

«Минск» будет продолжаться даже без политического урегулирования -…

Современные представления о Вселенной признаны ошибочными

Турция пригрозила возобновить военную операцию в Сирии из-за…