Collider in Rusland versnel deeltjies in botsende strale (botser van die woord bots, in vertaling - om te bots). Dit is nodig om die impakprodukte van hierdie deeltjies met mekaar te bestudeer, sodat wetenskaplikes sterk kinetiese energie aan elementêre deeltjies van materie oordra. Hulle hanteer ook die botsing van hierdie deeltjies en rig hulle teen mekaar.
Skeppingsgeskiedenis
Daar is verskeie tipes botsers: sirkelvormig (byvoorbeeld, LHC - Large Hadron Collider in die Europese CERN), lineêr (geprojekteer deur ILC).
Teoreties het die idee om die botsing van balke te gebruik 'n paar dekades gelede verskyn. Wideröe Rolf, 'n fisikus van Noorweë, het in 1943 'n patent in Duitsland ontvang vir die idee van botsende balke. Dit is eers tien jaar later gepubliseer.
In 1956 het Donald Kerst 'n voorstel gemaak om die botsing van protonstrale te gebruik om deeltjiefisika te bestudeer. Terwyl Gerard O'Neill gedink het om voordeel te trek uit die akkumulatiewelui om intense strale te kry.
Aktiewe werk aan die projek om 'n botser te skep het gelyktydig in Italië, die Sowjetunie en die Verenigde State (Frascati, INP, SLAC) begin. Die eerste botser wat gelanseer is, was die AdA elektron-positron botser, gebou deur Tushekavo Frascati.
Terselfdertyd is die eerste resultaat slegs 'n jaar later (in 1966) gepubliseer, vergeleke met die resultate van waarneming van die elastiese verstrooiing van elektrone by VEP-1 (1965, USSR).
Dubna Hadron Collider
VEP-1 (botsende elektronstrale) is 'n masjien wat onder die duidelike leiding van G. I. Budker geskep is.’n Tyd later is die strale by die versneller in die Verenigde State verkry. Al hierdie drie botsers was toetse, hulle het gedien om die moontlikheid te demonstreer om elementêre deeltjiefisika deur hulle te bestudeer.
Die eerste hadron-botser is die ISR, die proton-sinchrotron, wat in 1971 deur CERN gelanseer is. Sy energiekrag was 32 GeV in die straal. Dit was die enigste werkende lineêre botser in die negentigerjare.
Na bekendstelling
'n Nuwe versnellingskompleks word in Rusland geskep, op grond van die Gesamentlike Instituut vir Kernnavorsing. Dit word NICA - Nuclotron based Ion Collider fasiliteit genoem en is in Dubna geleë. Die doel van die gebou is om nuwe eienskappe van die digte materie van barione te bestudeer en te ontdek.
Nadat die masjien begin het, het wetenskaplikes van die Joint Institute for Nuclear Research inDubna naby Moskou sal 'n sekere toestand van materie kan skep, wat die Heelal in sy heel eerste oomblikke na die Oerknal was. Hierdie stof word kwark-gluonplasma (QGP) genoem.
Die bou van die kompleks by 'n sensitiewe fasiliteit het in 2013 begin, en die bekendstelling word vir 2020 beplan.
Hooftake
Spesiaal vir die Dag van Wetenskap in Rusland, het die JINR-personeel materiaal voorberei vir opvoedkundige geleenthede wat vir skoolkinders bedoel is. Die onderwerp word genoem "NICA - Die Heelal in die Laboratorium". Die videoreeks met die deelname van akademikus Grigory Vladimirovich Trubnikov sal vertel van toekomstige navorsing wat by die Hadron Collider in Rusland in 'n gemeenskap met ander wetenskaplikes van regoor die wêreld uitgevoer sal word.
Die belangrikste taak wat navorsers in hierdie veld in die gesig staar, is om die volgende areas te bestudeer:
- Eienskappe en funksies van noue interaksies van die elementêre komponente van die standaardmodel van partikelfisika met mekaar, dit wil sê die studie van kwarke en gluone.
- Vind tekens van 'n fase-oorgang tussen QGP en hadroniese materie, asook soek na voorheen onbekende toestande van barioniese materie.
- Werk met die basiese eienskappe van noue interaksies en QGP-simmetrie.
Belangrike toerusting
Die kern van die hadronbotser in die NICA-kompleks is om 'n groot straalspektrum te verskaf: van protone en deuterone, tot strale wat uit baie swaarder ione bestaan, soos die goue kern.
Swaar ione sal versnel word na energietoestande tot 4,5 GeV/nukleon, en protone - tot twaalf en 'n half. Die hart van die botser in Rusland is die Nuclotron-versneller, wat sedert die drie-en-negentigste jaar van die vorige eeu werksaam is, maar aansienlik versnel is.
Die NICA-botser het vir verskeie maniere van interaksie voorsiening gemaak. Een om te bestudeer hoe swaar ione met die MPD-detektor bots, en die ander om eksperimente met gepolariseerde strale by die SPD-fasiliteit uit te voer.
Voltooiing van konstruksie
Daar is opgemerk dat wetenskaplikes van lande soos die VSA, Duitsland, Frankryk, Israel en, natuurlik, Rusland, aan die eerste eksperiment deelneem. Werk is tans aan die NICA aan die gang om individuele onderdele te installeer en in aktiewe werkende toestand te bring.
Die gebou vir die hadron-botser sal in 2019 voltooi wees, en die installering van die botser self sal in 2020 uitgevoer word. In dieselfde jaar sal navorsingswerk oor die studie van die botsing van swaar ione begin. Die hele toestel sal in 2023 ten volle in werking wees.
Die botsing in Rusland is slegs een van ses projekte in ons land wat met die megawetenskapklas bekroon is. In 2017 het die regering byna vier miljard roebels toegeken vir die konstruksie van hierdie masjien. Die koste van die basiese konstruksie van die masjien is deur kundiges op sewe-en-twintig en 'n half miljard roebels geraam.
Nuwe era
Vladimir Kekelidze, direkteur van fisici by die JINR High Energy Laboratory, glo dat die botsingsprojek in Rusland die land die geleentheid sal gee om tot die hoogsteposisies in hoë-energie fisika.
Onlangs is spore van "nuwe fisika" ontdek, wat deur die Large Hadron Collider vasgestel is en dit gaan verder as die Standaardmodel van ons mikrokosmos. Daar is gesê dat die nuut ontdekte "nuwe fisika" nie met die werking van die botser sou inmeng nie.
In 'n onderhoud het Vladimir Kekelidze verduidelik dat hierdie ontdekkings nie die werk van NICA sou devalueer nie, aangesien die projek self hoofsaaklik geskep is om presies te verstaan hoe die heel aanvanklike oomblikke van die geboorte van die Heelal gelyk het, en ook watter voorwaardes vir navorsing, wat in Dubna beskikbaar is, bestaan nêrens anders in die wêreld nie.
Hy het ook gesê dat JINR-wetenskaplikes nuwe fasette van wetenskap bemeester, waarin hulle vasbeslote is om 'n leidende posisie in te neem. Dat 'n era aanbreek waarin nie net 'n nuwe botser geskep word nie, maar 'n nuwe era in die ontwikkeling van hoë-energie fisika vir ons land.
Internasionale projek
Volgens dieselfde direkteur sal werk aan NICA, waar die Hadron Collider geleë is, internasionaal wees. Omdat hoë-energie fisika navorsing in ons tyd uitgevoer word deur hele wetenskaplike spanne, wat bestaan uit mense van verskeie lande.
Werknemers van vier-en-twintig lande van die wêreld het reeds by 'n veilige fasiliteit aan die werk aan hierdie projek deelgeneem. En die koste van hierdie wonderwerk is, volgens benaderde skattings, vyfhonderd vyf-en-veertig miljoen dollar.
Die nuwe botser sal ook wetenskaplikes help om navorsing te doen op die gebied van nuwe materie, materiaalwetenskap, radiobiologie, elektronika, stra alterapie en medisyne. BehalweDaarbenewens sal dit alles baat vind by Roscosmos-programme, sowel as die verwerking en wegdoening van radioaktiewe afval en die skepping van die nuutste bronne van kriogeentegnologie en energie wat veilig sal wees om te gebruik.
Higgs Boson
Die Higgs-boson is die sogenaamde Higgs-kwantumvelde, wat noodwendig in fisika verskyn, of liewer, in sy standaardmodel van elementêre deeltjies, as gevolg van die Higgs-meganisme van onvoorspelbare verbreking van elektroswak simmetrie. Die ontdekking daarvan was die voltooiing van die standaardmodel.
In die raamwerk van dieselfde model is dit verantwoordelik vir die traagheid van die massa van elementêre deeltjies - bosone. Die Higgs-veld help om die voorkoms van 'n traagheidsmassa in deeltjies te verduidelik, dit wil sê draers van die swak interaksie, asook die afwesigheid van massa in die draer - 'n deeltjie van sterk interaksie en elektromagnetiese (gluon en foton). Die Higgs-boson in sy struktuur openbaar homself as 'n skalêre deeltjie. Dit het dus geen spin.
Veldopening
Hierdie boson is in 1964 geaksiomatiseer deur 'n Britse fisikus genaamd Peter Higgs. Die hele wêreld het van sy ontdekking geleer deur sy artikels te lees. En na amper vyftig jaar se soektog, dit wil sê in 2012, op 4 Julie, is 'n deeltjie ontdek wat by hierdie rol pas. Dit is ontdek as gevolg van navorsing by die LHC, en sy massa is ongeveer 125-126 GeV/c².
Om te glo dat hierdie spesifieke deeltjie dieselfde Higgs-boson is, help nogal goeie redes. In 2013, in Maart, het verskeie navorsers van CERNberig dat die deeltjie wat ses maande gelede gevind is eintlik die Higgs-boson is.
Die opgedateerde model, wat hierdie deeltjie insluit, het dit moontlik gemaak om 'n kwantum-hernormaliseerbare veldteorie te konstrueer. En 'n jaar later, in April, het die CMS-span berig dat die Higgs-boson 'n vervalbreedtegraad van minder as 22 MeV gehad het.
Partikeleienskappe
Net soos enige ander deeltjie op die tafel, is die Higgs-boson onderhewig aan swaartekrag. Dit het ladings van kleur en elektrisiteit, sowel as, soos vroeër genoem, nul spin.
Daar is vier hoofkanale vir die voorkoms van die Higgs-boson:
- Nadat die samesmelting van twee gluone plaasvind. Hy is die hoof een.
- Wanneer pare WW- of ZZ- saamsmelt.
- Met die toestand om 'n W- of Z-boson te vergesel.
- Met boonste kwarke teenwoordig.
Dit verval in 'n paar b-antikwark en b-quark, in twee pare elektron-positron en/of muon-antimuon met twee neutrino's.
In 2017, heel aan die begin van Julie, op 'n konferensie met die deelname van EPS, ATLAS, HEP en CMS, is 'n boodskap gemaak dat merkbare wenke uiteindelik begin verskyn het dat die Higgs-boson besig was om te verval in 'n paar b-kwark- antikwark.
Vroeër was dit onrealisties om dit in die praktyk met jou eie oë te sien as gevolg van die probleme om die produksie van dieselfde kwarke op 'n ander manier van die prosesse op die agtergrond te skei. Die standaard fisiese model sê dat so 'n verval die algemeenste is, dit wil sê in meer as die helfte van die gevalle. Oopgemaak in Oktober 2017betroubare waarneming van die vervalsein. So 'n stelling is gemaak deur CMS en ATLAS in hul vrygestelde artikels.
Bewussyn van die massas
Die deeltjie wat deur Higgs ontdek is, is so belangrik dat Leon Lederman (Nobelpryswenner) dit die God-deeltjie in die titel van sy boek genoem het. Alhoewel Leon Lederman self in sy oorspronklike weergawe die "Duiwelpartikel" voorgestel het, maar die redaksie het sy voorstel verwerp.
Hierdie ligsinnige naam word wyd in die media gebruik. Alhoewel baie wetenskaplikes dit nie goedkeur nie. Hulle glo dat die naam "sjampanjebottelboson" baie meer gepas sal wees, aangesien die potensiaal van die Higgs-veld soos die bodem van hierdie einste bottel lyk, en dit sal beslis lei tot die volledige dreineer van baie sulke bottels.
