Принцип работы адронного коллайдера за 4 секунды

Взято из телеги Интересный Али

Европейская организация по ядерным исследованиям озвучила планы о строительстве адронного коллайдера нового поколения, который будет в три раза больше нынешнего ускорителя заряженных частиц и в семь раз мощнее. Правда, в научном сообществе этот проект восприняли скептически.

В 2008 году на границе Франции и Швейцарии Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) запустила самую крупную единую экспериментальную установку в мире — Большой адронный коллайдер (БАК). Это ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжелых ионов, а также изучения продуктов их соударений. Ученые сталкивают протоны и другие субатомные частицы со скоростью, близкой к скорости света, чтобы воссоздать условия, существовавшие спустя доли секунды после Большого взрыва. 

Разгон и столкновение частиц происходят внутри 27-километрового кольцевого туннеля, который расположен под землей, на глубине 100 метров.  

В 2012 году на Большом адронном коллайдере физики сделали значимое открытие — обнаружили бозон Хиггса, неделимую частицу, которая отвечает за механизм появления масс у некоторых других элементарных частиц. Ее существование 60 лет назад предсказал британский физик Питер Хиггс.

Вместе с другими учеными Хиггс предположил, что в природе должно существовать особое поле, при взаимодействии с которым частицы приобретают массу. Позже это поле назвали в честь Хиггса, а процесс обретения массы — хиггсовским механизмом. Узнать, как работает этот процесс, можно, только измерив свойства хиггсовского бозона. Без обнаружения бозона изучить это поле невозможно. Открытие неделимой частицы и понимание ее свойств стало важнейшей задачей для многих исследователей.

Однако с момента обнаружения бозона физики, работающие с Большим адронным коллайдером, зашли в тупик. За 14 лет исследований никаких значимых научных результатов ученые не добились. Тайны Вселенной, для раскрытия которых строилась установка, — природа темной материи и темной энергии, антигравитация, дополнительные измерения — так и остались неразгаданными. 

В 2019 году ЦЕРН задумала строительство нового ускорителя частиц под названием «Будущий кольцевой коллайдер» (Future Circular Collider). 

Установку стоимостью в 20 миллиардов евро собираются построить под землей, на глубине почти 200 метров, между Предальпами и горным массивом Юра на границе северо-запада Швейцарии и востока Франции. Новый коллайдер будет представлять собой 91-километровый кольцевой туннель, внутри которого ученые смогут сталкивать протоны с суммарной энергией 100 тераэлектронвольт. Сегодня на Большом адронном коллайдере сталкивают протоны с максимальной суммарной энергией 14 тераэлектронвольт.

Планируется, что с помощью нового ускорителя физики смогут совершить прорывные открытия в области темной материи и темной энергии, которые описаны теоретиками, но пока не обнаружены экспериментально, а также в области новых энергий физических явлений, находящихся за рамками Стандартной модели. 

Мощностей Будущего кольцевого коллайдера хватит, чтобы детально изучать свойства некоторых фундаментальных частиц — переносчиков слабого взаимодействия (Z-, W-бозонов), Хиггс-бозонов и поля Хиггса, которые невозможно исследовать на Большом адронном коллайдере, и топ-кварков. Измеряя сечение рождения топ-кварка (как парное, так и одиночное) и интенсивность связи топ-кварка с другими частицами, можно проверять предсказания Стандартной модели и искать возможные отклонения от них.

На встрече совета ЦЕРН, которая прошла 2 февраля, на обсуждение вынесли план строительства новой установки и бюджет. Если план утвердят, организация запросит финансирование у стран-участниц в течение следующих пяти лет. В ЦЕРНе надеются, что ускоритель частиц появится в Европе в начале 2040-х годов, по окончании программы Большого адронного коллайдера.

«В случае одобрения плана новый коллайдер станет самым мощным „микроскопом“, когда-либо созданным человеком. С его помощью можно будет изучать законы природы на микроуровне и при самых высоких энергиях. Установка поможет решить целый ряд вопросов в фундаментальной физике и улучшит наше понимание Вселенной», — пояснила Фабиола Джанотти (Fabiola Gianotti), генеральный директор ЦЕРН. 

Но многие ученые скептически настроены к проекту Европейской организации по ядерным исследованиям. Например, немецкий физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер (Sabine Hossenfelder) из Франкфуртского института перспективных исследований считает, что разговоры о том, будто новая установка раскроет тайны темной материи и темной энергии, лишь «болтовня». 

«Правда в том, что, скорее всего, такая машина будет просто лучше измерять некоторые константы Стандартной модели — и все. Если финансирование проекта все же одобрят, что ж, множество умных людей потратят свое время впустую — на исследования, которые не приведут к прогрессу. Физике элементарных частиц пора на покой, наступило время признать, что будущее за квантовой физикой», — раскритиковала планы ЦЕРН по строительству коллайдера Хоссенфельдер.

Чтобы понять скептицизм Хоссенфельдер, напомним: ранее в своем научно-популярном блоге физик утверждала, что темная материя не может состоять из частиц (а коллайдер может открыть ее, только если она сложена из частиц). Любые частицы должны испытывать соударения, тормозящие друг друга, а столкновения галактик и их скоплений в нашей Вселенной происходят так, как если бы никакого торможения от соударений частиц темной материи в них не происходило. 

Бывший главный сотрудник правительства Великобритании по вопросам науки сэр Дэвид Кинг (David King) назвал безрассудством вкладывать такие огромные деньги в теоретические исследования, когда мир находится перед лицом климатического кризиса. По мнению Кинга, финансировать нужно прежде всего исследования климата и меры по борьбе с глобальным потеплением. 

Сейчас специалисты ЦЕРНа проводят исследование, чтобы выяснить, осуществимо ли строительства Будущего кольцевого коллайдера с помощью современных технологий. Свои результаты комиссия представит в 2025 году, а в 2028-м совет примет окончательное решение по строительству сменщика БАК.

Большой адронный коллайдер (БАК) прекратит работу в июне этого года на срок около пяти лет. Закрытие связано с модернизацией ускорителя частиц, которая позволит увеличить количество экспериментов в десять раз.

Подземный ускоритель частиц представляет собой кольцевой туннель протяженностью 27 километров на границе Швейцарии и Франции. БАК воспроизводит экстремальные условия космоса, существовавшие сразу после Большого взрыва, разгоняя частицы практически до скорости света. При таких условиях физика начинает проявлять крайне необычные свойства. В 2012 году ученые использовали коллайдер для открытия бозона Хиггса – элементарной частицы, которая через квантовые свойства отвечает за массу всех остальных частиц.

Инженеры начнут модернизацию в июне. Проект получил название high-luminosity LHC и займет примерно пять лет. Обновленная установка сможет проводить в десять раз больше столкновений частиц, что даст ученым значительно больше экспериментальных данных.

Марк Томсон, новый директор CERN – межправительственной организации, управляющей ускорителем частиц, отметил, что простой не означает остановку научной работы. У ученых будет достаточно материала для анализа в течение всего периода апгрейда.

Томсон вступил в должность в Новый год, и БАК будет отключен почти весь срок его руководства. CERN ожидает, что high-luminosity LHC заработает только к середине 2030 года.

CERN также планирует преемника БАК. Главный кандидат – Future Circular Collider (FCC), который с окружностью в 90 километров сделает Большой адронный коллайдер миниатюрным по сравнению с собой. Первая стадия FCC предназначена для столкновений электронов и позитронов – античастиц электронов. Строительство запланировано на конец 2040-х годов, а вторая стадия с протонным ускорением появится в 2070-х.

Судьба FCC остается неопределенной. Расчетная стоимость почти в $19 миллиардов слишком велика для CERN, чтобы оплатить проект самостоятельно. Кроме того, в научном сообществе идут дискуссии о том, насколько огромные ускорители частиц остаются оптимальным способом исследования фундаментальных вопросов науки, таких как природа темной материи и темной энергии.

Иронично, что 19 миллиардов – это капля в море по сравнению с тем, сколько денег улетает на гонку ИИ, при том, что технология пока не приносит прибыли.

отсюда

Всем привет. На связи гражданский специалист, который к МО не имеет отношения. День такой себе… Снова проверка той же территории, что была вчера:

Рутина - проверка узкого коридора для рабочих. Работа в черте города, в котором дай Бог, осталось процентов 10-15 населения. Не мудрено - улицы посыпали кассетами и лепестками. Если люди смогли уехать, то много животных осталось. Сегодня была перловка, которую я не очень. По этому угостил собачку:

И кошку с чудесными глазами:

Ну сам купил сальца:

Чего-чего, а его здесь делают на славу. Отдают за 300 руб/кг. Животинам тоже дал маненько.

Огромное спасибо за пожелания и теплые слова и донаты. Всех обнимаю. С уважением, Евгений Хрусталев.

Здравствуйте

Вроде есть еда. Однако устал есть. Другие устали также. 

Эхххх. Ещё не один день отдыхать :)

Фото не мое. Хотя глаза такие же как у кота ;)

На расстоянии около 18 000 световых лет от Земли, в направлении созвездия Стрельца, находится удивительный космический объект, который фактом своего существования бросает вызов нашему пониманию предельных скоростей во Вселенной

Этот объект, получивший скучное название PSR J1748-2446ad, представляет собой самый быстрый известный пульсар* во Вселенной. Обладая диаметром примерно 32 километра и массой около двух масс Солнца, пульсар PSR J1748-2446ad совершает полный оборот вокруг своей оси за 1,396 миллисекунды (716 оборотов в секунду!).

При такой невероятной скорости вращения PSR J1748-2446ad балансирует на грани разрушения. Если бы он вращался на 20% быстрее, то центробежная сила разорвала бы его на части.

*Что такое пульсар? Представьте себе сверхплотную нейтронную звезду – бывшую массивную звезду, сжатую до размеров города. Теперь представьте, что она бешено вращается, а ее магнитное поле, в миллиарды раз более мощное, чем земное, направлено не вдоль оси вращения, а под углом к ней. Из магнитных полюсов звезды бьют узкие лучи излучения – словно два космических прожектора на противоположных концах.

Как работает космическая юла?

Подобно фигуристу, который ускоряет вращение, прижимая руки к телу, пульсар получает свою головокружительную скорость в результате сжатия. Когда массивная звезда коллапсирует в нейтронную звезду, она сохраняет большую часть своей массы, но сжимается до крошечного — относительно исходного — размера. При этом сохраняется и момент импульса звезды. В результате такого экстремального сжатия огромной массы она начинает вращаться с колоссальной скоростью.

Космический маяк

Каждый оборот пульсара отмечается вспышкой радиоизлучения, которую можно зафиксировать с Земли. Эти регулярные импульсы делают пульсары невероятно точными космическими часами. Астрономы используют их как инструменты для поиска гравитационных волн, проверки фундаментальных теорий гравитации и изучения структуры межзвездной среды. А космические агентства даже разрабатывают системы навигации для космических кораблей, основанные на сигналах от пульсаров – своеобразные космические GPS.

PSR J1748-2446ad был открыт в 2004 году командой астрономов, использовавших радиотелескоп Грин-Бэнк в США, и он до сих пор удерживает титул самого быстрого известного пульсара во Вселенной.

Читайте также:

• «Юнона» делится новыми снимками атмосферы Юпитера.

• Эта Киля: звезда, устроившая космический фейерверк.

• Вымирания галактического масштаба: мрачный ответ на парадокс Ферми.

1) Модель автомобильной коробки передач

2) Модель рулевой рейки и дифференциала

3) Модель двигателя самолёта

4) Двигатель автомобиля

5) Турбийон с тремя осями

6) Механический жук

7) Механизм маятниковых часов

8) Модель деревянного ДВС

9) Модель дизельного двигателя

10) Модель электромагнитная с вечным движением

11) Заводная модель механизма часов

12) Модель дифференциала

13) Дифференциал v.2

14) Двухцилиндровый двигатель

15) Планетарная шестерня

16) Двигатель-генератор Стирлинга

17) Модель пропеллерного двигателя самолёта

18) Механическая рука

19) Модель двигателя от Porsche 911

20) Двигатель LEGO с КПП 

21) Двухцилиндровый двигатель

22) Турбовентиляторный двигатель

Источник: acomics.ru

Коточетверг всем!