El col·lisionador a Rússia accelera les partícules en els feixos que xoquen (el col·lisionador de la paraula xocar, en traducció - xocar). És necessari per estudiar els productes d'impacte d'aquestes partícules entre si, de manera que els científics imparteixen una forta energia cinètica a les partícules elementals de la matèria. També s'ocupen de la col·lisió d'aquestes partícules, dirigint-les unes contra les altres.
Història de la creació
Hi ha diversos tipus de col·lisionadors: circulars (per exemple, LHC - Large Hadron Collider al CERN europeu), lineals (projectats per ILC).
Teòricament, la idea d'utilitzar la col·lisió de bigues va aparèixer fa un parell de dècades. Wideröe Rolf, un físic de Noruega, va rebre una patent a Alemanya el 1943 per a la idea de col·lisionar bigues. No es va publicar fins deu anys més tard.
El 1956, Donald Kerst va fer una proposta per utilitzar la col·lisió de feixos de protons per estudiar la física de partícules. Mentre que Gerard O'Neill pensava aprofitar l'acumulatanells per obtenir raigs intensos.
El treball actiu en el projecte per crear un col·lisionador va començar simultàniament a Itàlia, la Unió Soviètica i els Estats Units (Frascati, INP, SLAC). El primer col·lisionador que es va llançar va ser el col·lisionador electró-positrons AdA, construït per Tushekavo Frascati.
Al mateix temps, el primer resultat es va publicar només un any més tard (el 1966), en comparació amb els resultats de l'observació de la dispersió elàstica d'electrons a VEP-1 (1965, URSS).
Dubna Hadron Collider
VEP-1 (feixos d'electrons en col·lisió) és una màquina creada sota la clara guia de G. I. Budker. Temps després, els feixos es van obtenir a l'accelerador dels Estats Units. Tots aquests tres colisionadors eren de prova, van servir per demostrar la possibilitat d'estudiar la física de partícules elementals utilitzant-los.
El primer col·lisionador d'hadrons és l'ISR, el sincrotró de protons, llançat el 1971 pel CERN. La seva potència energètica era de 32 GeV al feix. Va ser l'únic col·lisionador lineal que funcionava als anys noranta.
Després del llançament
A Rússia s'està creant un nou complex d'acceleració, sobre la base de l'Institut Conjunt d'Investigació Nuclear. Es diu NICA - instal·lació d'Ion Collider basada en Nuclotron i es troba a Dubna. L'objectiu de l'edifici és estudiar i descobrir noves propietats de la matèria densa dels barions.
Després de la posada en marxa de la màquina, els científics de l'Institut Conjunt d'Investigació Nuclear deDubna, prop de Moscou, serà capaç de crear un determinat estat de la matèria, que era l'Univers en els seus primers moments després del Big Bang. Aquesta substància s'anomena plasma de quark-gluons (QGP).
La construcció del complex en una instal·lació sensible va començar el 2013 i el llançament està previst per al 2020.
Tasques principals
Especialment per al Dia de la Ciència a Rússia, el personal del JINR va preparar materials per a esdeveniments educatius destinats als escolars. El tema s'anomena "NICA - L'univers al laboratori". La seqüència de vídeo amb la participació de l'acadèmic Grigory Vladimirovich Trubnikov parlarà de futures investigacions que es faran a l'Hadron Collider a Rússia en una comunitat amb altres científics d'arreu del món.
La tasca més important a què s'enfronten els investigadors en aquest camp és estudiar les àrees següents:
- Propietats i funcions de les interaccions properes dels components elementals del model estàndard de física de partícules entre si, és a dir, l'estudi de quarks i gluons.
- Trobar signes d'una transició de fase entre QGP i matèria hadrònica, així com cercar estats de matèria bariònica desconeguts anteriorment.
- Treballar amb les propietats bàsiques de les interaccions properes i la simetria QGP.
Equipament important
L'essència del col·lisionador d'hadrons al complex NICA és proporcionar un gran espectre de feix: des de protons i deuteros, fins a feixos que consisteixen en ions molt més pesats, com ara el nucli d'or.
Els ions pesats s'acceleraran fins a estats d'energia fins a 4,5 GeV/nucleó i protons - fins a dotze i mig. El cor del col·lisionador a Rússia és l'accelerador Nuclotron, que funciona des de l'any noranta-tres del segle passat, però que s'ha accelerat significativament.
El col·lisionador NICA va oferir diverses maneres d'interacció. Un per estudiar com els ions pesants xoquen amb el detector MPD i l' altre per dur a terme experiments amb feixos polaritzats a la instal·lació SPD.
Finalització de la construcció
S'ha assenyalat que en el primer experiment participen científics de països com els EUA, Alemanya, França, Israel i, per descomptat, Rússia. Actualment s'està treballant a NICA per instal·lar i posar peces individuals en condicions de funcionament actiu.
L'edifici del col·lisionador d'hadrons s'acabarà el 2019 i la instal·lació del col·lisionador en si es durà a terme el 2020. El mateix any començaran els treballs de recerca sobre l'estudi de la col·lisió d'ions pesants. Tot el dispositiu estarà totalment operatiu el 2023.
The collider in Russia és només un dels sis projectes del nostre país que han rebut la classe de megaciència. El 2017, el govern va destinar gairebé quatre mil milions de rubles per a la construcció d'aquesta màquina. Els experts van estimar el cost de la construcció bàsica de la màquina en vint-i-set mil milions i mig de rubles.
Nova era
Vladimir Kekelidze, director de físics del Laboratori d'Altes Energies JINR, creu que el projecte del col·lisionador a Rússia donarà al país l'oportunitat de pujar al màxim.posicions en física d' altes energies.
Recentment, s'han descobert rastres de "nova física", que van ser fixats pel Gran Col·lisionador d'Hadrons i van més enllà del Model Estàndard del nostre microcosmos. Es va afirmar que la "nova física" recentment descoberta no interferiria amb el funcionament del col·lisionador.
En una entrevista, Vladimir Kekelidze va explicar que aquests descobriments no devaluarien el treball de NICA, ja que el projecte en si es va crear principalment per entendre exactament com eren els moments inicials del naixement de l'Univers, i també quines condicions per a la investigació, que estan disponibles a Dubna, no existeixen en cap altre lloc del món.
També va dir que els científics del JINR estan dominant noves facetes de la ciència, en les quals estan decidits a ocupar una posició de lideratge. Que s'acosta una era en la qual no només es crea un nou col·lisionador, sinó una nova era en el desenvolupament de la física d' altes energies per al nostre país.
Projecte internacional
Segons el mateix director, el treball a NICA, on es troba l'Hadron Collider, serà internacional. Perquè la investigació de la física d' altes energies en els nostres dies la duen a terme equips científics sencers, formats per persones de diversos països.
Empleats de vint-i-quatre països del món ja han participat en el treball d'aquest projecte en una instal·lació segura. I el cost d'aquest miracle és, segons estimacions aproximades, de cinc-cents quaranta-cinc milions de dòlars.
El nou col·lisionador també ajudarà els científics a realitzar investigacions en els camps de la matèria nova, la ciència dels materials, la radiobiologia, l'electrònica, la teràpia de raigs i la medicina. ExcepteA més, tot això beneficiarà els programes Roscosmos, així com el processament i eliminació de residus radioactius i la creació de les últimes fonts de tecnologia i energia criogen que siguin segures d'utilitzar..
Bosó de Higgs
El bosó de Higgs són els anomenats camps quàntics de Higgs, que apareixen amb necessitat en física, o millor dit, en el seu model estàndard de partícules elementals, com a conseqüència del mecanisme de Higgs de trencament impredictible de la simetria electrodèbil. El seu descobriment va ser la finalització del model estàndard.
En el marc del mateix model, és responsable de la inèrcia de la massa de partícules elementals - bosons. El camp de Higgs ajuda a explicar l'aparició d'una massa inercial en partícules, és a dir, portadors de la interacció feble, així com l'absència de massa en el portador - una partícula d'interacció forta i electromagnètica (gluó i fotó). El bosó de Higgs en la seva estructura es revela com una partícula escalar. Per tant, té un gir zero.
Obertura del camp
Aquest bosó va ser axiomatitzat l'any 1964 per un físic britànic anomenat Peter Higgs. El món sencer va conèixer el seu descobriment a través de la lectura dels seus articles. I després de quasi cinquanta anys de recerca, és a dir, el 2012, el 4 de juliol, es va descobrir una partícula que s'adaptava a aquesta funció. Va ser descobert com a resultat de la investigació a l'LHC i la seva massa és d'aproximadament 125-126 GeV/c².
Creure que aquesta partícula en particular és el mateix bosó de Higgs, ajuda a raons força bones. L'any 2013, al març, diversos investigadors del CERNva informar que la partícula trobada fa sis mesos és en realitat el bosó de Higgs.
El model actualitzat, que inclou aquesta partícula, va permetre construir una teoria de camps renormalitzable quàntica. I un any més tard, a l'abril, l'equip de CMS va informar que el bosó de Higgs tenia una latitud de desintegració inferior a 22 MeV.
Propietats de partícules
Com qualsevol partícula de la taula, el bosó de Higgs està subjecte a la gravetat. Té càrregues de color i electricitat, així com, com s'ha esmentat anteriorment, gir zero.
Hi ha quatre canals principals per a l'aparició del bosó de Higgs:
- Després de la fusió de dos gluons. Ell és el principal.
- Quan les parelles WW- o ZZ- es fusionen.
- Amb la condició d'acompanyar un bosó W- o Z-.
- Amb els quarks superiors presents.
Decau en un parell de b-antiquark i b-quark, en dos parells d'electró-positró i/o muó-antimuó amb dos neutrins.
L'any 2017, a principis de juliol, en una conferència amb la participació d'EPS, ATLAS, HEP i CMS, es va fer un missatge que finalment havien començat a aparèixer indicis notables que el bosó de Higgs estava decaint en un parell de b-quark-antiquark.
Abans, no era realista veure això amb els teus propis ulls a la pràctica a causa de les dificultats per separar la producció dels mateixos quarks d'una manera diferent dels processos del fons. El model físic estàndard diu que aquesta decadència és la més freqüent, és a dir, en més de la meitat dels casos. Inaugurat l'octubre de 2017observació fiable del senyal de decadència. CMS i ATLAS van fer aquesta declaració als seus articles publicats.
Consciència de les masses
La partícula descoberta per Higgs és tan important que Leon Lederman (premi Nobel) l'anomena partícula de Déu en el títol del seu llibre. Tot i que el mateix Leon Lederman, en la seva versió original, va proposar la "partícula del diable", però els editors van rebutjar la seva proposta.
Aquest nom frívol s'utilitza àmpliament als mitjans de comunicació. Encara que molts científics no ho aproven. Creuen que el nom de "bosó d'ampolla de xampany" seria molt més adequat, ja que el potencial del camp de Higgs s'assembla al fons d'aquesta mateixa ampolla, i obrir-la definitivament portarà al drenatge complet de moltes d'aquestes ampolles..
