4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какие открытия сделали с помощью коллайдера

С помощью большого адронного коллайдера ученые открыли 5 новых субатомных частиц

Большой адронный коллайдер (БАК), новейшая установка Европейской организация по ядерным исследованиям, является самым мощным ускорителем элементарных частиц в мире. Он представляет собой подземный круговой тоннель протяженностью 27 километров и оснащен сверхпроводящими магнитами и различным оборудованием, позволяющим ускорять и сталкивать между собой различные частицы на скоростях, близких к скорости света.

Уровень энергии, создающийся при столкновении направленных друг на друга частиц, позволяет расщеплять обычную материю на еще более компактные частицы вроде кварков и глюонов. Благодаря этому ученые могут напрямую изучать фундаментальные частицы материи и порой, если повезет, даже открывать новые. В общем, проект очень масштабный, дорогой, но того стоит.

На сегодняшний день более 10 000 ученых и инженеров работают сообща и пытаются с помощью БАКа больше узнать о фундаментальных свойствах нашей физики. И эта работа действительно дает свои плоды. Команда БАКа доказала существование Бозона Хиггса, потенциально опровергает существование паранормального и открывает новые виды частиц. И хотя в течение нескольких лет ситуация вокруг БАКа несколько приутихла, последний отчет ученых говорит в пользу того, что открытия продолжаются и по сей день.

В рамках эксперимента LHCb ученые заявляют об открытии новой системы из пяти субатомных частиц. При этом все открытые субатомные частицы были обнаружены в рамках одного анализа. Обнаружить новое состояние частицы – уже само по себе можно считать достижением, но открытие сразу пяти разных состояний одной частицы в рамках одного исследования можно считать вообще выдающимся случаем.

Каждая из пяти частиц представляют собой возбужденное состояние Omega-c-zero – частицы с тремя кварками. Частицы получили следующие наименования, согласно общепринятому стандарту: Ωc(3000)0, Ωc(3050)0, Ωc(3066)0, Ωc(3090)0 and Ωc(3119)0.

Теперь ученым необходимо определить их квантовые номера, а также потенциальное теоретическое значение. По мнению исследователей, открытие этих частиц позволит дополнить наше понимание взаимосвязи между кварками и мультикварковыми состояниями, что, в свою очередь, в дальнейшем разрешит заполнить некоторые из пробелов в наших знаниях о Вселенной и квантовой теории в целом.

Сам же ЦЕРН называет это открытие «почвой для новых и выдающихся результатов в физических исследованиях».

Открытия, подобные этому, ясно показывают, что международное сотрудничество в сфере науки очень сложно переоценить. На данный момент БАК является крупнейшим международным проектом в истории. В стенах лабораторий и центров исследований трудятся ученые из более чем 85 стран мира. Поэтому вполне неудивительно, что такой уровень сотрудничества позволит нам войти в новую эру физики и открыть новые двери в нашем понимании того, как работает эта Вселенная.

В течение следующих месяцев и лет мощности БАКа будут использоваться для изучения так называемого «темного сегмента физики». Будут осуществляться новые попытки открытия ранее неизвестных частиц, а также решаться вопросы, связанные с самыми потаенными загадками Вселенной. Речь идет о темной материи, параллельных измерениях, а также условиях и состояниях, которые могли иметься в самые ранние моменты Большого взрыва.

Открытия, сделанные в Большом адронном коллайдере

Открытия, сделанные в Большом адронном коллайдере

Читать еще:  Как работают очки виртуальной реальности

Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider, LHC) — ускоритель, предназначенный для разгона элементарных частиц (в частности, протонов).

Ускорительная секция Большого адронного коллайдера, где разгоняются частицы. Архивное фото

10 сентября 2008 года был произведен официальный запуск коллайдера.

Вскоре после запуска ускоритель вышел из строя и был остановлен до весны 2009 года.

21 октября 2008 года в одном из зданий ЦЕРН в Женеве прошла церемония официального открытия большого адронного коллайдера, которую было решено провести, несмотря на проблемы с запуском.

В 2013 году БАК приостановил свою работу на плановый ремонт и в апреле 2015 года вновь запущен для работы. После запланированного ремонта БАК почти в два раза увеличил свою мощность с 8 до 13 ТэВ, что, по мнению ученых, может привести к новым крупным открытиям.

Запланированная мощность БАК составляет 14 ТэВ, однако она еще ни разу не была достигнута в ходе работы коллайдера.

4 июля 2012 года, после трех лет экспериментов на Большом адронном коллайдере физики ЦЕРНа объявили об открытии «частицы, по своим параметрам очень похожей на бозон Хиггса». Они установили, что масса новой частицы составляет 125-126 гигаэлектронвольт (неопределённость связана с погрешностью измерений). Она не имеет электрического заряда и нестабильна.

Найденная частица проявляла себя наиболее четко в двух самых чистых каналах распада: это распад на два фотона и распад на два Z-бозона с их последующим распадом на четыре лептона (электрона или мюона). Поиски велись еще в трех каналах распада, но из-за больших статистических погрешностей и сильного фона заметить проявления бозона Хиггса в них не удавалось.

На тот момент ученым не было в точности ясно, насколько открытая ими частица соответствует предсказаниям Стандартной модели. К марту 2013 года физики получили достаточно данных о частице, чтобы официально объявить, что это бозон Хиггса.

8 октября 2013 года британскому физику Питеру Хиггсу и бельгийцу Франсуа Энглеру, открывшему механизм нарушения электрослабой симметрии (благодаря этому нарушению элементарные частицы могут иметь массу), была присуждена Нобелевская премия по физике за «теоретическое открытие механизма, который обеспечил понимание происхождения масс элементарных частиц».

В декабре 2013 года, благодаря анализу данных с помощью нейронных сетей, физики ЦЕРНа впервые зафиксировали следы распада бозона Хиггса на фермионы — тау-лептоны и пары b-кварк и b-антикварк.

В июне 2014 года ученые, работающие на детекторе ATLAS, после обработки всей накопленной статистики, уточнили результаты измерения массы хиггсовского бозона. По их данным масса бозона Хиггса равна 125,36 ± 0,41 гигаэлектронвольт. Это практически совпадает — как по значению, так и по точности — с результатом ученых, работающих на детекторе CMS.

В февральской 2015 года публикации в журнале Physical Review Letters физики заявили, что возможной причиной практически полного отсутствия антиматерии во Вселенной и преобладания обычной видимой материи могли послужить движения поля Хиггса – особой структуры, где «живут» бозоны Хиггса. Российско-американский физик Александр Кусенко из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США) и его коллеги полагают, что им удалось найти ответ на эту вселенскую загадку в тех данных, которые были собраны Большим адронным коллайдером во время первого этапа его работы, когда был обнаружен бозон Хиггса, знаменитая «частица бога».

Читать еще:  Можно ли пить антибиотики при цистите

14 июля 2015 года стало известно, что специалисты Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) после ряда экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) объявили об открытии ранее предсказанной российскими учеными новой частицы, называемой пентакварком. Изучение свойств пентакварков позволит лучше понять, как устроена обычная материя. Возможность существования пентакварков предсказали сотрудники Петербургского института ядерной физики имени Константинова Дмитрий Дьяконов, Максим Поляков и Виктор Петров.

Данные, собранные БАК на первом этапе работы, позволили физикам из коллаборации LHCb, занимающейся поиском экзотических частиц на одноименном детекторе, «поймать» сразу несколько частиц из пяти кварков, получивших временные имена Pc(4450)+ и Pc(4380)+. Они обладают очень большой массой – около 4,4-4,5 тысячи мегаэлектронвольт, что примерно в четыре-пять раз больше, чем аналогичный показатель для протонов и нейтронов, а также достаточно необычным спином. По своей природе они представляют собой четыре «нормальных» кварка, склеенных с одним антикварком.

Статистическая достоверность открытия составляет девять сигма, что эквивалентно одной случайной ошибке или сбою в работе детектора в одном случае на четыре миллиона миллиардов (10 в 18 степени) попыток.

Одной из целей второго запуска БАК станет поиск темной материи. Предполагается, что обнаружение такой материи поможет решить проблемы скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик.

Начало второго периода эксплуатации Большого адронного коллайдера

Энциклопедия ньюсмейкеров . 2012 .

Открытия, сделанные в Большом адронном коллайдере

Специалисты Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) после ряда экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) объявили об открытии ранее предсказанной российскими учеными новой частицы, называемой пентакварком.

Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider, LHC) — ускоритель, предназначенный для разгона элементарных частиц (в частности, протонов).

10 сентября 2008 года был произведен официальный запуск коллайдера.

Вскоре после запуска ускоритель вышел из строя и был остановлен до весны 2009 года.

21 октября 2008 года в одном из зданий ЦЕРН в Женеве прошла церемония официального открытия большого адронного коллайдера, которую было решено провести, несмотря на проблемы с запуском.

В 2013 году БАК приостановил свою работу на плановый ремонт и в апреле 2015 года вновь запущен для работы. После запланированного ремонта БАК почти в два раза увеличил свою мощность с 8 до 13 ТэВ, что, по мнению ученых, может привести к новым крупным открытиям.

Запланированная мощность БАК составляет 14 ТэВ, однако она еще ни разу не была достигнута в ходе работы коллайдера.

4 июля 2012 года, после трех лет экспериментов на Большом адронном коллайдере физики ЦЕРНа объявили об открытии «частицы, по своим параметрам очень похожей на бозон Хиггса». Они установили, что масса новой частицы составляет 125-126 гигаэлектронвольт (неопределённость связана с погрешностью измерений). Она не имеет электрического заряда и нестабильна.

Найденная частица проявляла себя наиболее четко в двух самых чистых каналах распада: это распад на два фотона и распад на два Z-бозона с их последующим распадом на четыре лептона (электрона или мюона). Поиски велись еще в трех каналах распада, но из-за больших статистических погрешностей и сильного фона заметить проявления бозона Хиггса в них не удавалось.

Читать еще:  Что значит города побратимы

На тот момент ученым не было в точности ясно, насколько открытая ими частица соответствует предсказаниям Стандартной модели. К марту 2013 года физики получили достаточно данных о частице, чтобы официально объявить, что это бозон Хиггса.

8 октября 2013 года британскому физику Питеру Хиггсу и бельгийцу Франсуа Энглеру, открывшему механизм нарушения электрослабой симметрии (благодаря этому нарушению элементарные частицы могут иметь массу), была присуждена Нобелевская премия по физике за «теоретическое открытие механизма, который обеспечил понимание происхождения масс элементарных частиц».

В декабре 2013 года, благодаря анализу данных с помощью нейронных сетей, физики ЦЕРНа впервые зафиксировали следы распада бозона Хиггса на фермионы — тау-лептоны и пары b-кварк и b-антикварк.

В июне 2014 года ученые, работающие на детекторе ATLAS, после обработки всей накопленной статистики, уточнили результаты измерения массы хиггсовского бозона. По их данным масса бозона Хиггса равна 125,36 ± 0,41 гигаэлектронвольт. Это практически совпадает — как по значению, так и по точности — с результатом ученых, работающих на детекторе CMS.

В февральской 2015 года публикации в журнале Physical Review Letters физики заявили, что возможной причиной практически полного отсутствия антиматерии во Вселенной и преобладания обычной видимой материи могли послужить движения поля Хиггса – особой структуры, где «живут» бозоны Хиггса. Российско-американский физик Александр Кусенко из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США) и его коллеги полагают, что им удалось найти ответ на эту вселенскую загадку в тех данных, которые были собраны Большим адронным коллайдером во время первого этапа его работы, когда был обнаружен бозон Хиггса, знаменитая «частица бога».

14 июля 2015 года стало известно, что специалисты Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) после ряда экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) объявили об открытии ранее предсказанной российскими учеными новой частицы, называемой пентакварком. Изучение свойств пентакварков позволит лучше понять, как устроена обычная материя. Возможность существования пентакварков предсказали сотрудники Петербургского института ядерной физики имени Константинова Дмитрий Дьяконов, Максим Поляков и Виктор Петров.

Данные, собранные БАК на первом этапе работы, позволили физикам из коллаборации LHCb, занимающейся поиском экзотических частиц на одноименном детекторе, «поймать» сразу несколько частиц из пяти кварков, получивших временные имена Pc(4450)+ и Pc(4380)+. Они обладают очень большой массой – около 4,4-4,5 тысячи мегаэлектронвольт, что примерно в четыре-пять раз больше, чем аналогичный показатель для протонов и нейтронов, а также достаточно необычным спином. По своей природе они представляют собой четыре «нормальных» кварка, склеенных с одним антикварком.

Статистическая достоверность открытия составляет девять сигма, что эквивалентно одной случайной ошибке или сбою в работе детектора в одном случае на четыре миллиона миллиардов (10 в 18 степени) попыток.

Одной из целей второго запуска БАК станет поиск темной материи. Предполагается, что обнаружение такой материи поможет решить проблемы скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Источники:

http://hi-news.ru/research-development/s-pomoshhyu-bolshogo-adronnogo-kollajdera-uchenye-otkryli-5-novyx-subatomnyx-chastic.html
http://news_enc.academic.ru/9785/%D0%9E%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%B8%D1%8F,_%D1%81%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2_%D0%91%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%88%D0%BE%D0%BC_%D0%B0%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%BC_%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B0%D0%B9%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%B5
http://ria.ru/20150714/1128809037.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector