Ang Collider sa Russia ay nagpapabilis ng mga particle sa nagbabanggaan na mga beam (collider mula sa salitang collide, sa pagsasalin - to collide). Ito ay kinakailangan upang pag-aralan ang epekto ng mga particle na ito sa isa't isa, upang ang mga siyentipiko ay magbigay ng malakas na kinetic energy sa elementarya na mga particle ng bagay. Hinaharap din nila ang banggaan ng mga particle na ito, na nagdidirekta sa kanila sa isa't isa.
Kasaysayan ng Paglikha
May ilang uri ng collider: circular (halimbawa, LHC - Large Hadron Collider sa European CERN), linear (projected by ILC).
Sa teorya, ang ideya na gamitin ang banggaan ng mga beam ay lumitaw ilang dekada na ang nakalipas. Si Wideröe Rolf, isang physicist mula sa Norway, ay nakatanggap ng patent sa Germany noong 1943 para sa ideya ng mga nagbabanggaan na beam. Hindi ito nai-publish hanggang makalipas ang sampung taon.
Noong 1956, gumawa ng panukala si Donald Kerst na gamitin ang banggaan ng mga proton beam upang pag-aralan ang particle physics. Habang naisip ni Gerard O'Neill na samantalahin ang accumulativetumutunog para makakuha ng matinding beam.
Ang aktibong gawain sa proyektong gumawa ng collider ay nagsimula nang sabay-sabay sa Italy, Soviet Union at United States (Frascati, INP, SLAC). Ang unang collider na inilunsad ay ang AdA electron-positron collider, na binuo ni Tushekavo Frascati.
Kasabay nito, ang unang resulta ay nai-publish lamang makalipas ang isang taon (noong 1966), kumpara sa mga resulta ng pagmamasid sa nababanat na pagkalat ng mga electron sa VEP-1 (1965, USSR).
Dubna Hadron Collider
Ang VEP-1 (colliding electron beams) ay isang makina na nilikha sa ilalim ng malinaw na patnubay ni G. I. Budker. Pagkalipas ng ilang panahon, nakuha ang mga beam sa accelerator sa Estados Unidos. Ang lahat ng tatlong collider na ito ay mga pagsubok, sila ay nagsilbi upang ipakita ang posibilidad ng pag-aaral ng elementarya na pisika ng particle gamit ang mga ito.
Ang unang hadron collider ay ang ISR, ang proton synchrotron, na inilunsad noong 1971 ng CERN. Ang lakas ng enerhiya nito ay 32 GeV sa sinag. Ito ang tanging gumaganang linear collider noong dekada nobenta.
Pagkatapos ng paglunsad
Ang isang bagong acceleration complex ay ginagawa sa Russia, batay sa Joint Institute for Nuclear Research. Ito ay tinatawag na NICA - Nuclotron based Ion Collider facility at matatagpuan sa Dubna. Ang layunin ng gusali ay pag-aralan at tuklasin ang mga bagong katangian ng siksik na bagay ng mga baryon.
Pagkatapos magsimula ang makina, ang mga siyentipiko mula sa Joint Institute for Nuclear Research saAng Dubna malapit sa Moscow ay makakalikha ng isang tiyak na estado ng bagay, na siyang Uniberso sa mga unang sandali nito pagkatapos ng Big Bang. Ang sangkap na ito ay tinatawag na quark-gluon plasma (QGP).
Ang pagtatayo ng complex sa isang sensitibong pasilidad ay nagsimula noong 2013, at ang paglulunsad ay binalak para sa 2020.
Mga Pangunahing Gawain
Espesyal para sa Araw ng Agham sa Russia, ang kawani ng JINR ay naghanda ng mga materyales para sa mga pang-edukasyon na kaganapan para sa mga mag-aaral. Ang paksa ay tinatawag na "NICA - Ang Uniberso sa Laboratory". Ang sequence ng video na may partisipasyon ng academician na si Grigory Vladimirovich Trubnikov ay magsasabi tungkol sa hinaharap na pananaliksik na isasagawa sa Hadron Collider sa Russia sa isang komunidad kasama ng iba pang mga siyentipiko mula sa buong mundo.
Ang pinakamahalagang gawaing kinakaharap ng mga mananaliksik sa larangang ito ay pag-aralan ang mga sumusunod na lugar:
- Mga katangian at pag-andar ng malapit na pakikipag-ugnayan ng mga elementong bahagi ng karaniwang modelo ng particle physics sa isa't isa, iyon ay, ang pag-aaral ng mga quark at gluon.
- Paghahanap ng mga senyales ng isang phase transition sa pagitan ng QGP at hadronic matter, pati na rin ang paghahanap sa mga dati nang hindi kilalang estado ng baryonic matter.
- Paggawa gamit ang mga pangunahing katangian ng malapit na pakikipag-ugnayan at simetrya ng QGP.
Mahalagang kagamitan
Ang esensya ng hadron collider sa NICA complex ay magbigay ng malaking beam spectrum: mula sa mga proton at deuteron, hanggang sa mga beam na binubuo ng mas mabibigat na ions, gaya ng gold nucleus.
Mapapabilis ang mga mabibigat na ion sa mga estado ng enerhiya hanggang 4,5 GeV/nucleon, at mga proton - hanggang labindalawa at kalahati. Ang puso ng collider sa Russia ay ang Nuclotron accelerator, na gumagana mula noong siyamnapu't tatlong taon ng huling siglo, ngunit makabuluhang pinabilis.
Nagbigay ang NICA collider para sa ilang paraan ng pakikipag-ugnayan. Ang isa ay para pag-aralan kung paano bumangga ang mabibigat na ion sa MPD detector, at ang isa ay para magsagawa ng mga eksperimento gamit ang mga polarized beam sa pasilidad ng SPD.
Pagkatapos ng konstruksyon
Nabanggit na ang mga siyentipiko mula sa mga bansang tulad ng USA, Germany, France, Israel at, siyempre, Russia ay nakibahagi sa unang eksperimento. Kasalukuyang isinasagawa ang trabaho sa NICA upang i-install at dalhin ang mga indibidwal na bahagi sa aktibong kondisyon sa pagtatrabaho.
Ang gusali para sa hadron collider ay makukumpleto sa 2019, at ang pag-install ng collider mismo ay isasagawa sa 2020. Sa parehong taon, magsisimula ang gawaing pananaliksik sa pag-aaral ng banggaan ng mga mabibigat na ion. Ganap nang gagana ang buong device sa 2023.
Ang collider sa Russia ay isa lamang sa anim na proyekto sa ating bansa na ginawaran ng megascience class. Noong 2017, naglaan ang gobyerno ng halos apat na bilyong rubles para sa pagtatayo ng makinang ito. Ang halaga ng pangunahing konstruksyon ng makina ay tinantya ng mga eksperto sa dalawampu't pito at kalahating bilyong rubles.
Bagong panahon
Vladimir Kekelidze, direktor ng mga physicist sa JINR High Energy Laboratory, ay naniniwala na ang collider project sa Russia ay magbibigay ng pagkakataon sa bansa na umangat sa pinakamataas.mga posisyon sa high-energy physics.
Kamakailan, ang mga bakas ng "bagong pisika" ay natuklasan, na inayos ng Large Hadron Collider at lumampas ang mga ito sa Standard Model ng ating microcosm. Nakasaad na ang bagong natuklasang "bagong pisika" ay hindi makakasagabal sa operasyon ng collider.
Sa isang panayam, ipinaliwanag ni Vladimir Kekelidze na ang mga pagtuklas na ito ay hindi magpapababa ng halaga sa gawain ng NICA, dahil ang proyekto mismo ay nilikha lalo na upang maunawaan nang eksakto kung ano ang hitsura ng pinakaunang mga sandali ng kapanganakan ng Uniberso, at gayundin kung anong mga kundisyon para sa pagsasaliksik, na available sa Dubna, ay hindi umiiral saanman sa mundo.
Sinabi din niya na ang mga siyentipiko ng JINR ay pinagkadalubhasaan ang mga bagong aspeto ng agham, kung saan determinado silang kumuha ng nangungunang posisyon. Na darating ang isang panahon kung saan hindi lamang isang bagong collider ang nalilikha, kundi isang bagong panahon sa pagbuo ng high energy physics para sa ating bansa.
International project
Ayon sa parehong direktor, ang trabaho sa NICA, kung saan matatagpuan ang Hadron Collider, ay magiging internasyonal. Dahil ang high-energy physics research sa ating panahon ay isinasagawa ng buong mga siyentipikong pangkat, na binubuo ng mga tao mula sa iba't ibang bansa.
Ang mga empleyado mula sa dalawampu't apat na bansa sa mundo ay nakibahagi na sa gawain sa proyektong ito sa isang ligtas na pasilidad. At ang halaga ng himalang ito ay, ayon sa tinatayang mga pagtatantya, limang daan at apatnapu't limang milyong dolyar.
Tutulungan din ng bagong collider ang mga siyentipiko na magsagawa ng pananaliksik sa mga larangan ng bagong bagay, agham ng materyales, radiobiology, electronics, beam therapy at medisina. Maliban saBilang karagdagan, lahat ng ito ay makikinabang sa mga programa ng Roscosmos, gayundin ang pagpoproseso at pagtatapon ng radioactive na basura at ang paglikha ng mga pinakabagong pinagmumulan ng teknolohiyang cryogen at enerhiya na ligtas gamitin.
Higgs Boson
Ang Higgs boson ay ang tinatawag na Higgs quantum fields, na lumilitaw nang may pangangailangan sa physics, o sa halip, sa karaniwang modelo nito ng elementary particles, bilang resulta ng mekanismo ng Higgs ng hindi mahuhulaan na pagkasira ng electroweak symmetry. Ang pagtuklas nito ay ang pagkumpleto ng karaniwang modelo.
Sa balangkas ng parehong modelo, responsable ito para sa pagkawalang-galaw ng masa ng elementarya na mga particle - boson. Ang patlang ng Higgs ay tumutulong na ipaliwanag ang hitsura ng isang inertial mass sa mga particle, iyon ay, mga carrier ng mahina na pakikipag-ugnayan, pati na rin ang kawalan ng masa sa carrier - isang particle ng malakas na pakikipag-ugnayan at electromagnetic (gluon at photon). Ang Higgs boson sa istraktura nito ay nagpapakita ng sarili bilang isang scalar particle. Kaya, wala itong pag-ikot.
Pagbubukas ng field
Ang boson na ito ay na-axiomatize noong 1964 ng isang British physicist na nagngangalang Peter Higgs. Nalaman ng buong mundo ang tungkol sa kanyang pagtuklas sa pamamagitan ng pagbabasa ng kanyang mga artikulo. At pagkatapos ng halos limampung taon ng paghahanap, iyon ay, noong 2012, noong Hulyo 4, isang butil ang natuklasan na akma sa papel na ito. Natuklasan ito bilang resulta ng pananaliksik sa LHC, at ang masa nito ay humigit-kumulang 125-126 GeV/c².
Ang paniniwalang ang partikular na particle na ito ay ang parehong Higgs boson, ay nakakatulong sa napakagandang dahilan. Noong 2013, noong Marso, ang iba't ibang mga mananaliksik mula sa CERNiniulat na ang particle na natagpuan anim na buwan na ang nakalipas ay ang Higgs boson.
Ang na-update na modelo, na kinabibilangan ng particle na ito, ay naging posible na makabuo ng quantum renormalizable field theory. At makalipas ang isang taon, noong Abril, iniulat ng CMS team na ang Higgs boson ay may decay latitude na mas mababa sa 22 MeV.
Mga ari-arian ng particle
Tulad ng ibang particle mula sa talahanayan, ang Higgs boson ay napapailalim sa gravity. Mayroon itong mga singil sa kulay at kuryente, pati na rin, tulad ng nabanggit kanina, zero spin.
Mayroong apat na pangunahing channel para sa hitsura ng Higgs boson:
- Pagkatapos mangyari ang pagsasanib ng dalawang gluon. Siya ang pangunahin.
- Kapag pinagsama ang mga pares na WW- o ZZ-.
- Na may kondisyong kasama ang isang W- o Z- boson.
- Na may mga nangungunang quark.
Ito ay nabubulok sa isang pares ng b-antiquark at b-quark, sa dalawang pares ng electron-positron at/o muon-antimuon na may dalawang neutrino.
Noong 2017, sa simula pa lamang ng Hulyo, sa isang kumperensya na nilahukan ng EPS, ATLAS, HEP at CMS, isang mensahe ang ginawa na sa wakas ay nagsimulang lumitaw ang mga kapansin-pansing pahiwatig na ang Higgs boson ay nabubulok na sa isang pares ng b-quark- antiquark.
Kanina, hindi makatotohanang makita ito ng sarili mong mga mata sa pagsasanay dahil sa mga kahirapan sa paghihiwalay sa paggawa ng parehong quark sa ibang paraan mula sa mga proseso sa background. Sinasabi ng karaniwang pisikal na modelo na ang gayong pagkabulok ay ang pinaka-madalas, iyon ay, sa higit sa kalahati ng mga kaso. Binuksan noong Oktubre 2017maaasahang pagmamasid sa signal ng pagkabulok. Ang nasabing pahayag ay ginawa ng CMS at ATLAS sa kanilang mga inilabas na artikulo.
Kamulatan ng masa
Napakahalaga ng particle na natuklasan ni Higgs kaya tinawag ito ni Leon Lederman (Nobel laureate) na God particle sa pamagat ng kanyang aklat. Bagama't si Leon Lederman mismo, sa kanyang orihinal na bersyon, ang nagmungkahi ng "Devil Particle", ngunit tinanggihan ng mga editor ang kanyang panukala.
Ang walang kuwentang pangalan na ito ay malawakang ginagamit sa media. Bagaman maraming mga siyentipiko ang hindi sumasang-ayon dito. Naniniwala sila na ang pangalang "champagne bottle boson" ay magiging mas angkop, dahil ang potensyal ng Higgs field ay kahawig sa ilalim ng mismong bote na ito, at ang pagbukas nito ay tiyak na hahantong sa kumpletong pag-draining ng maraming ganoong bote.
