Нове досягнення в технології 3D-друку порожнистих електродів для батарей
2 Серпня , 2018
NASA показало проекти житла марсіанських будинків
3 Серпня , 2018

Великий Адронний Колайдер вперше почав розганяти ядра атомів разом з електронами

Головним завданням, для якого створювався Великий Адронний Коллайдер, найпотужніший прискорювач частинок на сьогоднішній день, є зіткнення субатомних частинок, розігнаних до настільки високих енергій, які неможливо отримати на Землі ні при яких інших умовах. Як правило, експерименти на коллайдері використовують пучки розігнаних протонів або позитивно заряджених іонів, атомів важких металів, повністю позбавлених негативно заряджених електронів. Але нещодавно вченим Європейської організації ядерних досліджень CERN вдалося розігнати в надрах коллайдера пучок іонів свинцю, кожен з яких містив мінімум один електрон. І все це дає вченим можливість для проведення фізичних експериментів абсолютно нового типу, експериментів, які дозволять їм глибше проникнути в таємниці фізики, що лежить за межами Стандартної Моделі.
Спочатку Великий Адронний Колайдер використовує нейтральні атоми свинцю, які проходять через низку попередніх прискорювачів, в процесі чого ці атоми втрачають більшу частину своїх електронів. Перед тим, як потрапити всередину основного тунелю кільцевого прискорювача, іони проходять крізь шар металевої фольги, що залишає тільки “голі” ядра атомів, іонів, які мають максимально можливий позитивний електричний заряд. Учені CERN відрегулювали товщину цього “електронного бар’єру” з фольги таким чином, щоб біля ядра атома свинцю залишався мінімум один електрон, крім цього, режим роботи основного прискорювача був змінений таким чином, що він зміг ефективно прискорювати іони свинцю з одним електроном.
Промінь з іонів свинцю з одним електроном циркулював в надрах тунелю прискорювача протягом двох годин. Цей експеримент став першою частиною реалізації проекту, в результаті якого колайдер перетвориться на “фабрику” високоенергетичних гамма-променів. І якщо цей проект буде реалізований, то коллайдер зможе виробляти найвисокоенергетичніші фотони штучного світла на сьогоднішній день, які можна буде перетворити в різні види вторинного випромінювання, яке, в свою чергу, буде використовуватися в фізичних експериментах, включаючи і експерименти з пошуків і дослідження темної матерії.
Гамма-промені, промені що виробляються в результаті дії світла лазера на пучок іонів свинцю з одним електроном. Енергія лазерного світла змушує електрон перейти на вищий енергетичний рівень, після чого він через короткий час повертається на нижній енергетичний рівень, що супроводжується випромінюванням фотона світла. Так як іон вже рухається майже зі швидкістю світла, довжина хвилі випромінюваного фотона максимально стискається і виходить мінімально можливою, що збільшує закладену в фотоні енергію.
Зазначимо, що протягом цього і наступного року вчені-фізики CERN будуть намагатися провести на коллайдері кілька нетипових і незвичайних експериментів. Наприклад, в одному з таких експериментів атоми свинцю будуть замінені атомами ксенону. Природно, що для проведення таких експериментів, буде потрібна деяка модернізація обладнання прискорювача і його датчиків, що дозволить підвищити точність і збільшити швидкість збору даних. Але всі ці витрати будуть спрямовані на розплутування нових таємниць і загадок фізики елементарних частинок, в тому числі тих, які виходять за рамки існуючої Стандартної Моделі.

Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: