Collider i Russland akselererer partikler i kolliderende stråler (kolliderer fra ordet kollidere, i oversettelse - å kollidere). Det er nødvendig for å studere innvirkningsproduktene til disse partiklene med hverandre, slik at forskere gir sterk kinetisk energi til elementære partikler av materie. De håndterer også kollisjonen av disse partiklene, og retter dem mot hverandre.
History of Creation
Det finnes flere typer kollidere: sirkulære (for eksempel LHC - Large Hadron Collider i det europeiske CERN), lineære (projisert av ILC).
Teoretisk sett dukket ideen om å bruke kollisjon av bjelker opp for et par tiår siden. Wideröe Rolf, en fysiker fra Norge, fikk patent i Tyskland i 1943 for ideen om kolliderende stråler. Den ble ikke publisert før ti år senere.
I 1956 kom Donald Kerst med et forslag om å bruke kollisjonen av protonstråler for å studere partikkelfysikk. Mens Gerard O'Neill tenkte å utnytte akkumuleringenringer for å få intense stråler.
Aktivt arbeid med prosjektet for å skape en kolliderer startet samtidig i Italia, Sovjetunionen og USA (Frascati, INP, SLAC). Den første kollideren som ble skutt opp var AdA elektron-positron kollideren, bygget av Tushekavo Frascati.
Samtidig ble det første resultatet publisert bare et år senere (i 1966), sammenlignet med resultatene av observasjon av den elastiske spredningen av elektroner ved VEP-1 (1965, USSR).
Dubna Hadron Collider
VEP-1 (kolliderende elektronstråler) er en maskin som ble skapt under klar veiledning av G. I. Budker. En tid senere ble strålene hentet ved gasspedalen i USA. Alle disse tre kolliderene var tester, de tjente til å demonstrere muligheten for å studere elementærpartikkelfysikk ved å bruke dem.
Den første hadronkollideren er ISR, protonsynkrotronen, lansert i 1971 av CERN. Dens energieffekt var 32 GeV i strålen. Det var den eneste fungerende lineære kollideren på nittitallet.
Etter lansering
Et nytt akselerasjonskompleks blir opprettet i Russland, på grunnlag av Joint Institute for Nuclear Research. Det kalles NICA - Nuclotron based Ion Collider facility og ligger i Dubna. Formålet med bygningen er å studere og oppdage nye egenskaper til den tette materie av baryoner.
Etter at maskinen starter opp, vil forskere fra Joint Institute for Nuclear Research iDubna nær Moskva vil være i stand til å skape en viss tilstand av materie, som var universet i sine aller første øyeblikk etter Big Bang. Dette stoffet kalles kvark-gluon plasma (QGP).
Byggingen av komplekset ved et sensitivt anlegg startet i 2013, og lanseringen er planlagt i 2020.
Hovedoppgaver
Spesielt for vitenskapens dag i Russland utarbeidet JINR-ansatte materiell for pedagogiske arrangementer beregnet på skolebarn. Temaet heter «NICA – The Universe in the Laboratory». Videosekvensen med deltagelse av akademiker Grigory Vladimirovich Trubnikov vil fortelle om fremtidig forskning som vil bli utført ved Hadron Collider i Russland i et fellesskap med andre forskere fra hele verden.
Den viktigste oppgaven for forskere på dette feltet er å studere følgende områder:
- Egenskaper og funksjoner for nære vekselvirkninger mellom elementærkomponentene i standardmodellen for partikkelfysikk med hverandre, det vil si studiet av kvarker og gluoner.
- Finne tegn på en faseovergang mellom QGP og hadronisk materie, samt søk etter tidligere ukjente tilstander av baryonisk materie.
- Å arbeide med de grunnleggende egenskapene til nære interaksjoner og QGP-symmetri.
Viktig utstyr
essensen av hadronkollideren i NICA-komplekset er å gi et stort strålespektrum: fra protoner og deuteroner, til stråler som består av mye tyngre ioner, som gullkjernen.
Tunge ioner vil bli akselerert til energitilstander opptil 4,5 GeV/nukleon, og protoner - opptil tolv og en halv. Hjertet til kollideren i Russland er Nuclotron-akseleratoren, som har vært i drift siden det nittitredje året av forrige århundre, men som har blitt betydelig akselerert.
NICA-kollideren sørget for flere måter å samhandle på. Den ene for å studere hvordan tunge ioner kolliderer med MPD-detektoren, og den andre for å utføre eksperimenter med polariserte stråler ved SPD-anlegget.
Fullføring av konstruksjon
Det ble lagt merke til at forskere fra land som USA, Tyskland, Frankrike, Israel og, selvfølgelig, Russland deltar i det første eksperimentet. Det pågår for tiden arbeid med NICA for å installere og bringe individuelle deler i aktiv stand.
Bygget til hadron-kollideren skal stå ferdig i 2019, og installasjonen av selve kollideren vil bli utført i 2020. Samme år starter forskningsarbeidet med studiet av kollisjonen av tunge ioner. Hele enheten vil være i full drift i 2023.
The Collider in Russia er bare ett av seks prosjekter i vårt land som har blitt tildelt megavitenskapsklassen. I 2017 bevilget regjeringen nesten fire milliarder rubler til byggingen av denne maskinen. Kostnaden for den grunnleggende konstruksjonen av maskinen ble estimert av eksperter til tjuesju og en halv milliard rubler.
Ny æra
Vladimir Kekelidze, direktør for fysikere ved JINR High Energy Laboratory, mener at kolliderprosjektet i Russland vil gi landet muligheten til å stige til det høyestestillinger i høyenergifysikk.
Nylig ble spor av "ny fysikk" oppdaget, som ble fikset av Large Hadron Collider og de går utover standardmodellen for mikrokosmos. Det ble utt alt at den nyoppdagede "nye fysikken" ikke ville forstyrre operasjonen til kollideren.
I et intervju forklarte Vladimir Kekelidze at disse oppdagelsene ikke ville devaluere arbeidet til NICA, siden selve prosjektet ble opprettet først og fremst for å forstå nøyaktig hvordan de aller første øyeblikkene av universets fødsel så ut, og også hvilke betingelser for forskning, som er tilgjengelige i Dubna, eksisterer ikke noe annet sted i verden.
Han sa også at JINR-forskere mestrer nye fasetter av vitenskapen, der de er fast bestemt på å ta en ledende posisjon. At en epoke kommer der ikke bare en ny kolliderer skapes, men en ny æra i utviklingen av høyenergifysikk for landet vårt.
Internasjon alt prosjekt
I følge samme direktør vil arbeidet med NICA, der Hadron Collider holder til, være internasjon alt. Fordi høyenergifysikkforskning i vår tid utføres av hele vitenskapelige team, som består av mennesker fra forskjellige land.
Ansatte fra tjuefire land i verden har allerede deltatt i arbeidet med dette prosjektet på et sikkert anlegg. Og kostnadene for dette miraklet er, ifølge omtrentlige estimater, fem hundre og førtifem millioner dollar.
Den nye kollideren vil også hjelpe forskere med å utføre forskning innen ny materie, materialvitenskap, radiobiologi, elektronikk, stråleterapi og medisin. UnntattI tillegg vil alt dette være til fordel for Roscosmos-programmer, samt behandling og deponering av radioaktivt avfall og etableringen av de nyeste kildene til kryogenteknologi og energi som vil være trygge å bruke.
Higgs Boson
Higgs-bosonet er de såk alte Higgs-kvantefeltene, som med nødvendighet dukker opp i fysikk, eller rettere sagt, i standardmodellen av elementærpartikler, som en konsekvens av Higgs-mekanismen med uforutsigbar brudd på elektrosvak symmetri. Oppdagelsen var fullføringen av standardmodellen.
I rammeverket til den samme modellen er den ansvarlig for tregheten til massen av elementærpartikler - bosoner. Higgs-feltet bidrar til å forklare utseendet til en treghetsmasse i partikler, det vil si bærere av den svake interaksjonen, samt fraværet av masse i bæreren - en partikkel med sterk interaksjon og elektromagnetisk (gluon og foton). Higgs-bosonet i sin struktur åpenbarer seg som en skalarpartikkel. Dermed har den null spinn.
Feltåpning
Dette bosonet ble aksiomatisert tilbake i 1964 av en britisk fysiker ved navn Peter Higgs. Hele verden lærte om oppdagelsen hans gjennom å lese artiklene hans. Og etter nesten femti år med leting, det vil si i 2012, 4. juli, ble det oppdaget en partikkel som passer til denne rollen. Den ble oppdaget som et resultat av forskning ved LHC, og massen er omtrent 125-126 GeV/c².
Å tro at denne partikkelen er den samme Higgs-bosonen, hjelper ganske gode grunner. I 2013, i mars, kom ulike forskere fra CERNrapporterte at partikkelen funnet for seks måneder siden faktisk er Higgs-bosonet.
Den oppdaterte modellen, som inkluderer denne partikkelen, gjorde det mulig å konstruere en kvante-renormaliserbar feltteori. Og et år senere, i april, rapporterte CMS-teamet at Higgs-bosonet hadde en forfallsbreddegrad mindre enn 22 MeV.
Partikkelegenskaper
Akkurat som alle andre partikler fra bordet, er Higgs-bosonet utsatt for tyngdekraften. Den har ladninger av farge og elektrisitet, samt, som nevnt tidligere, null spinn.
Det er fire hovedkanaler for utseendet til Higgs-bosonet:
- Etter at fusjonen av to gluoner skjer. Han er den viktigste.
- Når parene WW- eller ZZ- smelter sammen.
- Med betingelsen om å følge en W- eller Z-boson.
- Med toppkvarker til stede.
Det forfaller til et par b-antikvark og b-kvark, til to par elektron-positron og/eller myon-antimuon med to nøytrinoer.
I 2017, helt i begynnelsen av juli, på en konferanse med deltagelse av EPS, ATLAS, HEP og CMS, ble det sendt en melding om at det endelig hadde begynt å dukke opp merkbare hint om at Higgs-bosonet var i ferd med å forfalle til et par b-kvark- antikvark.
Tidligere var det urealistisk å se dette med egne øyne i praksis på grunn av vanskelighetene med å skille produksjonen av de samme kvarkene på en annen måte enn prosessene i bakgrunnen. Standard fysisk modell sier at et slikt forfall er det hyppigste, det vil si i mer enn halvparten av tilfellene. Åpnet i oktober 2017pålitelig observasjon av forfallssignalet. En slik uttalelse ble gitt av CMS og ATLAS i deres utgitte artikler.
massenes bevissthet
Partikkelen oppdaget av Higgs er så viktig at Leon Lederman (nobelprisvinner) k alte den for gudspartikkelen i tittelen på boken sin. Selv om Leon Lederman selv, i sin originalversjon, foreslo "Devil Particle", men redaksjonen avviste forslaget hans.
Dette useriøse navnet er mye brukt i media. Selv om mange forskere ikke godkjenner dette. De mener at navnet "champagneflaskeboson" ville være mye mer passende, siden potensialet til Higgs-feltet ligner bunnen av akkurat denne flasken, og å åpne den vil definitivt føre til fullstendig uttømming av mange slike flasker.
