Зачем нужен Большой адронный коллайдер: его новое открытие может изменить физику
Общество
01 сентября 2021, 22:54
РИА “Новости”
Читать 360tv в
Группа физиков, работающих на Большом адронном коллайдере, открыла новую частицу. Она считается экзотической и усложняет существующую модель мира. Сам ускоритель не раз становился объектом критики и приносил значимые открытия.
Ученые на Большом адронном коллайдере открыли новый класс тетракварков, сообщил ТАСС. Исследователи из России, работавшие в коллаборации с детектором LHCb, рассказали об обнаружении экзотического очарованного тетракварка Tcc+. Такое открытие говорит о наличии нового класса сверхтяжелых частиц.
Особенность этой частицы заключается в том, что она содержит в себе сразу два очарованных кварка и ни одного очарованного антикварка. Тетракварк поставил рекорд и по продолжительности жизни — он живет в 10–500 раз дольше частиц с похожей массой, написал сайт Института ядерной физики СО РАН.
Частица также отличается своими большими размерами и низкой плотностью.
Сами кварки представляют собой фундаментальные частицы, которые нельзя наблюдать в свободном состоянии. Они входят в состав протонов и нейтронов, сообщило агентство «Интерфакс». А тетракварк — это экзотическая элементарная частица, или же адрон, в составе которой есть два кварка и антикварка. Экзотической она стала из-за того, что ранее считалось, что адроны могут быть мезонами, то есть либо состоять из пары «кварк — антикварк», либо иметь в составе три кварка. Примеры таких частиц — знакомые всем школьникам протоны и нейтроны.
Открытый тетракварк также обладает очарованием, написал сайт Lenta.ru. Под этим ученые понимают квантовое число, которое характеризует тип кварка. Всего исследователи знают шесть разных видов кварков. В ранее найденных тетракварках очарование было скрытым, это значит, что они состояли из очарованного кварка и очарованного антикварка.
Ученые предположили, что тетракварк может быть своеобразной кварковой молекулой, состоящей из пары более легких мезонов, или же аналогом атома, ядро которого состоит из тяжелых очарованных кварков.
Значение открытия
Открытие показывает, что устройство мира сложнее, чем кажется. Российский ученый в области ядерной физики, физики элементарных частиц и космических лучей Олег Далькаров объяснил «360», что обнаруженный учеными тетракварк говорит о том, что мир элементарных частиц достаточно сложен.
Открыт богатый спектр частиц, которые требуют понимания. Это одна из тех, которые действительно любопытны с точки зрения понимания природы этих частиц
Олег Далькаров.
Он напомнил, что существуют элементарные частицы, состоящие из пары кварков и антикварков, а состоящие из нескольких кварков частицы — это сложные молекулярноподобные образования.
Исследователь также отметил, что, по всей видимости, существует более простой механизм для образования таких сложных систем. По мнению Далькарова, в будущем возможно открытие многокварковых ядер.
Миссия коллайдера
Большой адронный коллайдер — это ускоритель, который запустили в 2008 году на территории Франции и Швейцарии.
Его миссия заключалась в разгоне элементарных частиц, а именно протонов, сообщило РИА «Новости».
После разгона частицы сталкиваются, а ученые наблюдают те процессы, которые нельзя наблюдать в обычных условиях. В итоге исследователям удается понять, как устроена материя и как частицы взаимодействуют.
Его запуск сопровождался критикой со стороны групп ученых. Они утверждали, что коллайдер может вызвать появление черных дыр и опасных форм материи. Однако все подобные сообщения опровергали. Несколько раз в коллайдере происходили аварии и он приостанавливал свою работу.
В 2012 году с помощью БАК подтвердили существование бозона Хиггса — «частицы бога», которая играет не последнюю роль в картине устройства мира. Он отвечает за наличие массы у частиц.
Авторы:
Ольга Морозова
Дмитрий Толокевич
Ученые
Большой адронный коллайдер (БАК) | Атомная энергия 2.0
Большо́й адро́нный колла́йдер, сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.
Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире. В строительстве и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тысяч учёных и инженеров более чем из 100 стран[1], в том числе из России — 12 институтов и 2 федеральных ядерных центра (ВНИИТФ, ВНИИЯФ). «Большим» назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; «адронным» — из-за того, что ускоряет адроны: протоны и тяжелые ядра атомов; «коллайдером» (англ. collider — сталкиватель) — из-за того, что два пучка ускоренных частиц сталкиваются во встречных направлениях в специальных местах столкновения — внутри детекторов элементарных частиц.
- Все материалы (474)
- Новости (430)
- СМИ (20)
- Интервью (15)
- Видео (7)
- Научные работы (1)
- Комментарии экспертов (1)
Институт ядерной физики СО РАН получил самые точные в мире результаты измерения параметров J/ψ-мезона – 11 октября 2022
Молодой ученый ОИЯИ Владислав Шалаев принял участие в новом проекте телеканала ТНТ «Вызов» – 7 октября 2022
В данных с Большого адронного коллайдера проступают новые намеки на отклонения от Стандартной модели – 4 октября 2022
Физики подводят промежуточные итоги изучения свойств бозона Хиггса – 22 сентября 2022
Работа Большого адронного коллайдера коллайдера должна возобновиться в ближайшие дни – 20 сентября 2022
Большой адронный коллайдер могут остановить в случае нехватки электричества – 15 сентября 2022
Работа Большого адронного коллайдера может быть продлена еще на несколько лет сверх запланированного срока – 6 сентября 2022
Подведены итоги работы Большого адронного коллайдера за прошедший год – 2 сентября 2022
Неполадки в системе охлаждения на месяц задерживают работу Большого адронного коллайдера – 2 сентября 2022
Эксперимент ATLAS на Большом адронном коллайдере подтвердил существование тетракварков, состоящих из четырёх очарованных частиц – 1 сентября 2022
Исследование подтверждает, что протон имеет собственный очарованный кварк – 22 августа 2022
ИЯФ СО РАН и НГУ впервые исследовали радиационную стойкость материалов на установке БНЗТ в режиме генерации быстрых нейтронов – 10 августа 2022
Петербургский институт ядерной физики исследуют экспериментальные аномалии в физике элементарных частиц – 8 августа 2022
Студенты Северо-Осетинского государственного универистета проходят практику в ОИЯИ – 4 августа 2022
Эксперимент на Большом адронном коллайдере лал новые результаты по измерению вероятностей распадов прелестных мезонов в мюоны – 29 июля 2022
Обнаружено указание на нарушение CP-инвариантности в конкретном распаде очарованного адрона – 29 июля 2022
В ОИЯИ стартовала Международная конференция по квантовой теории поля, физике высоких энергий и космологии.
– 19 июля 2022
Ученые ЦЕРН обнаружили и изучили редкий вид распада B-мезонов – 18 июля 2022
В Дубне прошёл международный семинар «Глубокое обучение в вычислительной физике» (DLCP-2022). – 15 июля 2022
В ЦЕРН открыли новый тип пентакварков и два ранее неизвестных тетракварка – 7 июля 2022
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- …
- 22
- →
Блоки в фундамент: про вклад институтов Росатома в большую науку
Виктор Матвеев, научный руководитель ОИЯИ: “К 10-летию открытия бозона Хиггса”
Александр Фикс, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ: “Открытие X-частицы — это возможность посмотреть на Вселенную на самом раннем этапе”
Нарушают ли сверхсветовые нейтрино законы физики?
Большой адронный коллайдер | Определение, открытия и факты
Большой адронный коллайдер
Все СМИ
- Похожие темы:
- циклический ускоритель
Просмотреть весь связанный контент →
Большой адронный коллайдер (БАК) , самый мощный в мире ускоритель частиц.
Большой адронный коллайдер (БАК) был построен Европейской организацией ядерных исследований (ЦЕРН) в том же 27-километровом туннеле, где располагался Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP). Туннель имеет круглую форму и расположен на глубине 50–175 метров (165–575 футов) под землей на границе между Францией и Швейцарией. БАК провел свою первую тестовую эксплуатацию 10 сентября 2008 г. Электрическая проблема в системе охлаждения 18 сентября привела к повышению температуры примерно на 100 ° C (180 ° F) в магнитах, которые должны работать при температуре около абсолютный ноль (-273,15 ° C или -4590,67 ° F). Ранние оценки того, что БАК скоро будет быстро починен, оказались чрезмерно оптимистичными. Он был перезапущен 20 ноября 2009 г. Вскоре после этого, 30 ноября, он вытеснил Тэватрон Национальной ускорительной лаборатории Ферми в качестве самого мощного ускорителя частиц, когда он разогнал протоны до энергии 1,18 тераэлектрон-вольт (ТэВ; 1 × 10 
Сердцем БАК является кольцо, проходящее по окружности туннеля LEP; кольцо имеет диаметр всего несколько сантиметров, вакуумировано до более высокой степени, чем глубокий космос, и охлаждено до двух градусов абсолютного нуля. В этом кольце два вращающихся в противоположных направлениях пучка тяжелых ионов или протонов разгоняются до скоростей в пределах одной миллионной доли процента от скорости света. (Протоны принадлежат к категории тяжелых субатомных частиц, известных как адроны, что объясняет название этого ускорителя частиц.) В четырех точках кольца лучи могут пересекаться, и небольшая часть частиц сталкивается друг с другом. При максимальной мощности столкновения между протонами будут происходить при суммарной энергии до 13 ТэВ, что примерно в семь раз больше, чем было достигнуто ранее.
На реализацию проекта ушло четверть века; планирование началось в 1984 г., а окончательное решение было получено в 1994 г. Тысячи ученых и инженеров из десятков стран участвовали в проектировании, планировании и строительстве БАК, а затраты на материалы и рабочую силу составили почти 5 миллиардов долларов; это не включает стоимость проведения экспериментов и компьютеров.
Одна из целей проекта LHC — понять фундаментальную структуру материи путем воссоздания экстремальных условий, имевших место в первые моменты жизни Вселенной, в соответствии с моделью Большого взрыва. В течение десятилетий физики использовали так называемую стандартную модель фундаментальных частиц, которая хорошо работала, но имела недостатки. Во-первых, и это самое главное, это не объясняет, почему некоторые частицы имеют массу. В 19Британский физик 60-х годов Питер Хиггс постулировал наличие частицы, которая взаимодействовала с другими частицами в начале времен, чтобы наделить их массой.
Дэвид Г.К. Jones
Что такое Большой адронный коллайдер и что ЦЕРН пытается с ним сделать?
Во вторник, 5 июля, в гигантском подземном комплексе в Мейрине, Швейцария, физики объявили , что они обнаружили три «экзотических» частицы, никогда ранее не встречавшиеся науке — подвиг, совершенный с помощью самого большого в мире кольца сверхпроводящих магнитов, также известный как Большой адронный коллайдер (БАК).
Для тех, кто получал научные новости от TikTok, открытие трех новых субатомных частиц, вероятно, не оправдало надежд ” , который откроется 5 июля », или широко распространенное представление о том, что это событие будет выглядеть как отрывок из последнего сезона сериала Stranger Things . с бешеной скоростью вздыхали об этом очень, очень большом ускорителе частиц, которым управляет Европейский совет по ядерным исследованиям (ЦЕРН), с тех пор, как Билл Клинтон был президентом.В то время, когда БАК еще только планировался, некоторые ученые полагали, что он создаст черную дыру , что побудило итальянского физика Франческо Калоджеро написать в 2000 году эссе под названием « Может ли лабораторный эксперимент уничтожить планету Земля? ”
Это эссе положило начало многолетним комментариям, как серьезным, так и нет, о том, что БАК убивает всех нас, включая сегмент 2009 года Джона Оливера на The Daily Show , в котором он взял интервью у учителя естественных наук , который считал, что его эксперименты «один из двух шансов» создать разрушающую Землю черную дыру.
Оливер также брал интервью у настоящих ученых из ЦЕРН, которые были гораздо более обнадеживающими, но и гораздо менее забавными.
И да, всем известно, что БАК мог создать черные дыры, которые никто не мог наблюдать, и тем не менее Земля все еще существует. Два исследователя в 2011 году предположили, что мини-черные дыры «гравитационно связывают материю без значительного поглощения». Другими словами, мини-черные дыры дрейфуют вокруг, никому не мешая.
Поиск бозона ХиггсаБАК был разработан вовсе не для создания черной дыры, а для того, чтобы выяснить, среди прочего, почему материя имеет массу.
В 2012 году в Женеве генеральный директор ЦЕРНа Рольф-Дитер Хойер, , с большой помпой объявил, что его команда открыла частицу бозона Хиггса. Короче говоря, использование БАК для столкновений частиц друг с другом — как бы это ни пугало некоторых — было самым быстрым способом наблюдать нечто, называемое полем Хиггса, теоретическое энергетическое поле, которое пронизывает все и наполняет материю массой.
Частица, которую Хойер и его команда наблюдали в 2012 году, совпала с теоретическими расчетами британского физика Питера Хиггса, который первым предположил существование такого поля и составляющих его частиц, поэтому Хиггс получил Нобелевскую премию вместе со своим коллегой Франсуа Энглебером .
Как ни странно, команда ЦЕРНа была отвергнута Нобелевским фондом . Может быть, они были в бешенстве из-за всей этой истории с черной дырой.
“Это разочаровывает” Но когда БАК впервые запустили в 2008 году, надежды были не только на открытие бозона Хиггса, который по большей части просто ответил на неясный вопрос о материи, о котором немногие неспециалисты когда-либо задумывались. Один физик-теоретик, Эрез Эцион, 9 лет.0031 полагал, что это может продвинуть наше понимание других измерений . Другие надеялись, что это раскроет секреты темной материи . Ничего из этого не произошло, и LHC не появлялся в заголовках в течение многих лет — за исключением 2016 года, когда ласка забралась в проводку и умерла, отключив всю систему.