Одна из главных новостей в начале июля в науке: большой адронный коллайдер заработает с рекордной мощностью в 13,6 трлн электронвольт.
ЦЕРН намерен построить «суперколлайдер» Future Circular Collider, но не все учёные с этим согласны
Российские учёные в подмосковной Дубне синтезируют новые изотопы тяжёлых металлов, достраивают первый в стране адронный коллайдер «Ника». Учёные, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), провели эксперименты с целью найти первое свидетельство редкого процесса, в котором бозон Хиггса распадается на Z-бозон и фотон. Российские ученые больше не смогут участвовать в экспериментах на Большом адронном коллайдере. Сегодня на Большом адронном коллайдере сталкивают протоны с максимальной суммарной энергией 14 тераэлектронвольт.
Большой адронный коллайдер остановлен из-за экономии энергии
Учёные, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), провели эксперименты с целью найти первое свидетельство редкого процесса, в котором бозон Хиггса распадается на Z-бозон и фотон. Советский Союз пытался построить свой собственный адронный коллайдер еще до того, как это сделали европейцы. В 1983 году строительство исследовательского института «Протон» в Протвино уже близилось к завершению. последние новости сегодня в Москве. Большой адронный коллайдер - свежие новости дня в Москве, России и мире. Смотри Москва 24, держи новостную ленту в тонусе. В ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере тоже изучают кварк-глюонную плазму.
Ожидание и реальность: результаты работы Большого адронного коллайдера
| Большой адронный коллайдер остановили ради экономии электроэнергии | Запуск в 2008 году большого адронного коллайдера стал настоящим прорывом в науке, который ждали вот уже много лет. |
| Большой адронный коллайдер остановили ради экономии электроэнергии | Отказ ученых указывать коллег из России в работах по адронному коллайдеру. |
Большой адронный коллайдер поставил очередной рекорд
Ваше поколение должно найти индустриальное решение для коммерческого использования термояда». Он смотрится еще круче, чем представлялся на чертежах и в буклетах. На время работы выставки «Россия» доступ в павильон свободен для всех.
Наблюдение тяжелых заряженных резонансов стало бы однозначным проявлением новой физики за пределами стандартной. Для поисков ученые использовали все данные о протон-протонных столкновениях при энергии 13 ТеВ 13х1012 электрон-Вольт , собранные детектором ATLAS на Большом адронном коллайдере. W бозоны реконструировались в их распадах на заряженный лептон электрон или мюон и нейтрино, а Z бозоны — в распадах на 2 заряженных лептона.
Это — самая долгоживущая частица экзотической материи, которую когда-либо открывали исследователи, и первая, содержащая два тяжелых кварка и два легких антикварка. И прежде чем вы окончательно запутаетесь, напомним, что кварки — это фундаментальные строительные блоки, из которых строится материя. Объединяясь, эти субатомные частицы образуют адроны — группу, включающую знакомые протоны и нейтроны иными словами, кварки меньше, чем просто маленькие.
Большим наш коллайдер никак не назовёшь, скорее крошечным.
А зачем нам такой маленький коллайдер? Размер нашего коллайдера вовсе не умаляет его значимости для науки. Допустим, если вам на огород нужно немного песка привезти, вы же не карьерный самосвал заказываете. Так и здесь. БАК работает на одних энергиях, наш на других — более низких. Ещё один пример: если вы плеснёте кружку воды на раскалённые камни, то увидите воду и пар, больше ничего. А если вы потихоньку нагреваете воду в кастрюльке на плите, то заметите образование пузырьков, их схлопывание, кипение и так далее. То есть вы видите переходные процессы. Для этого не нужна огромная энергия, а скорее наоборот.
Вот и нашу "Нику" можно сравнить с кастрюлькой на плите, а БАК — с раскалёнными камнями. Какая от него польза? Главная задача, которая стоит сейчас перед NIСA, — изучение структуры Вселенной примерно на десятой микросекунде после Большого взрыва, произошедшего около 13 миллиардов лет назад. Но это не единственное предназначение отечественного коллайдера. Вакуум, который недостижим на расстоянии ближайшей тысячи километров от Земли. Получить его на нашей планете можно только в специальных условиях, с NICA же мы создаём вселенную в лаборатории. Это неизученная часть физики, поэтому всем интересно, что же там будет происходить. Пригодится коллайдер для изучения и освоения космоса, в медицине, при создании принципиально новых материалов и технологий и даже для утилизации радиоактивных отходов. В рамках подготовки полёта на Марс в нашей лаборатории проходят эксперименты, которые помогут понять влияние радиации на человека.
Большой адронный коллайдер поставил очередной рекорд
Тем самым урон может быть нанесён даже мировой фундаментальной физике, которая включает работы американских учёных. БАК близок к исчерпыванию своих возможностей. После открытия бозона Хиггса там не осталось пространства для резкого движения вперёд. Для прорывных открытий нужно что-то новое и определённый объём старого, а именно денег.
Но результат того стоит, добавил он: «Физика элементарных частиц привела к революциям в медицинских приложениях, материаловедении и даже к созданию iPhone и Всемирной паутины». Все фундаментальные частицы были найдены экспериментально, а их характеристики были измерены и согласованы с теорией. Впрочем, остаются небольшие расхождения между теорией и практикой, что заставляет продолжать эксперименты, и особенно это касается такой «молодой» частицы, как бозон Хиггса.
Следует сказать, что в данных БАК учёные ещё не встречали распада бозона Хиггса на Z-бозон и фотон, что косвенно подтверждает редкость такого явления. Учёные подтвердили, что бозон Хиггса действительно может распадаться на Z-бозон и фотон. Дальнейшие наблюдения за подобным каналом распада или подтвердит физику в рамках Стандартной модели, или заставит усомниться в её завершённости.
Новые наблюдения за бозоном Хиггса будут проводиться на модернизированном БАК, возможности которого улучшались поэтапно и теперь достигли максимального значения — в прошлом году энергию столкновений подняли до 13,6 ТэВ. В ближайшие годы статистика по распаду бозона Хиггса на Z-бозон и фотон будет набираться и даст чёткий ответ на вопрос: понимаем ли мы устройство нашего мира, или нет? Всё-таки их можно улавливать и учёные это делают с 1956 года.
Однако в коллайдерах нейтрино ещё не получали, пока в 2022 году на БАК не поставили серию экспериментов, уверенно доказавших детектирование нейтрино, полученных искусственным путём. Трек нейтрино на фотоэмульсионной плёнке. Детектор поместили в один из боковых служебных коридоров коллайдера, но это не означает, что открытие рукотворных «призрачных частиц» не имеет важного научного значения.
До сих пор учёные фиксировали в основном нейтрино низких энергий, тогда как из глубин космоса к нам приходят нейтрино высоких энергий. На БАК были получены как раз высокоэнергичные частицы, что открывает возможность использовать полученные данные для понимания астрофизических процессов. Отдельно приятно, что значительную часть теоретической работы и обработку данных провели российские физики.
В экспериментах по физике нейтрино для регистрации частиц использовалась ядерная фотоэмульсия — чередование вольфрамовых пластин для замедления нейтрино с фоточувствительной эмульсией. В предыдущих экспериментах на БАК были детектированы шесть частиц-кандидатов на роль высокоэнергетических нейтрино. Третий запуск БАК в 2022 году с повышенной яркостью дал настолько много данных, что их статистическая значимость превысила 16 сигм при требуемом уровне достоверности 5 сигм.
Иначе говоря, сомнения в детектировании на БАК высокоэнергетических нейтрино при таких условиях стремятся к нулю. Тем самым БАК стал инструментом, который полностью воспроизводит весь спектр известных современной физике элементарных частиц, включая бозон Хиггса, ради поиска которого, собственно, Большой адронный коллайдер и строился. Чтобы не останавливать эксперименты на БАК, планировалось приостановить работу других ускорителей в комплексе, но теперь озвучено иное решение.
Согласно ранее утверждённым планам по проведению экспериментов на БАК, остановка самого главного ускорителя ЦЕРН должна была произойти 13 декабря. Согласно изменённому плану, остановка БАК начнётся 28 ноября. При этом под вопросом остаётся возможность запустить БАК в марте 2023 года.
Чем закончится эта зима для Европы, сегодня сказать невозможно, поэтому перенос экспериментов может произойти не только этой осенью, но также весной. В этой связи напомним, что учёные начали призывать к «озеленению» фундаментальной науки. Современные научные инструменты и инструменты ближайшего будущего должны быть более энергоэффективными, поскольку они потребляют всё больше и больше энергии.
В этом плане можно было бы позавидовать России с её богатейшими запасами разнообразных энергоресурсов. Однако необходимо понимать простую вещь, наука может успешно развиваться только в международном сотрудничестве.
Сам процесс распада бозона Хиггса на Z-бозон и фотон аналогичен распаду на два фотона в том смысле, что в этих процессах бозон Хиггса не распадается непосредственно на указанные пары частиц, что было бы весьма просто зафиксировать и интерпретировать. Вместо этого распад происходит через промежуточную «петлю» «виртуальных» частиц, которые появляются и исчезают и не могут быть обнаружены напрямую. Именно среди этих виртуальных частиц и могут скрываться новые, не входящие в Стандартную модель.
Нужно отметить, что на самом деле сейчас учёные лишь по-новому обработали данные, полученные ещё в период с 2015 по 2018 год, объединив информацию из двух основных детекторов БАК.
Алексей Хадаев Новосибирск, "Российская газета" После того как Совет ЦЕРНа Европейского центра ядерных исследований принял решение прекратить сотрудничество с российскими учеными с ноября 2024 года, нужно разработать и принять госпрограмму развития фундаментальной физики элементарных частиц. Так считают ученые Института ядерной физики им. Напомним, что речь идет о прекращении доступа в ЦЕРН около 500 российских ученых. В новом коллайдере используют инфраструктуру работающего сейчас ВЭПП-4. Одновременно столько там никогда не было, все ездили в командировки. Из ИЯФа - человек 40, кто на один месяц в год, кто на два-три, - поясняет доктор физико-математических наук Юрий Тихонов. Так что никакой трагедии для нас нет.
Мы решили дверью не хлопать: передаем дела, пишем инструкции по своей зоне ответственности. И без работы те, кого не будут пускать в Швейцарию, в Сибири не останутся. Но, если для российских ученых закроют двери в западные центры физики высоких энергий, не начнет ли наша наука отставать от мирового уровня?
Это самое главное. Что потом с ними дальше делать, обязательно кто-то придумает. Даже не сомневайтесь. Может быть, в мирном, а может, не совсем в мирном русле». Ученый также успокоил тех, кто опасается, что в результате подобных экспериментов может возникнуть «черная дыра, которая всех нас засосет». Это невозможно по той причине, что эксперимент проводится в земных условиях. Григорий Трубников: «Тут на Земле нет гигантских искусственных плотностей, которые есть, например, в нейтронной звезде, где, если взять полулитровую бутылку и наполнить ее веществом из нейтронной звезды, она будет весить 350 миллиардов тонн.
Это гораздо больше, чем наша Земля и много таких подобных планет. Таких условий у нас здесь в принципе создать невозможно». Еще одной темой беседы стали отношения российских ученых с зарубежными коллегами, в том числе из покидающих совместные проекты стран. Григорий Трубников: «Человеческие контакты, я называю это цеховая солидарность, остались. И я теми, с кем у меня совместные публикации, что в Германии, что в Штатах, что в других странах, спокойно общаюсь. Но они общаются, к сожалению, очень как бы сдержанно и ограничено, и не с корпоративных адресов, а с личных. Это очень важно, что остались человеческие отношения, потому что они в конечном итоге научат политиков правильной жизни и правильной модели поведения.
ЦЕРН отдыхает. Чем российский коллайдер NICA лучше Большого адронного
| Исследователи ЦЕРН собрались отыскать тайно питающую нашу Вселенную «невидимую» материю | Большой адронный коллайдер, который запустили в 2008 году, поставил крест на идее возрождения русского ускорителя. |
| Самарские ученые смоделируют международный эксперимент на первом российском адронном коллайдере | Адронный коллайдер в ЦЕРН и коллайдер NICA – не каждая страна может себе позволить изыскания такого уровня, не говоря уже о собственном коллайдере. |
| Российские ученые могут спасти коллайдер в Швейцарии от провала | Несомненно, без Большого адронного коллайдера ученые не смогли бы совершить некоторые знаменательные открытия – в том числе речь идет об обнаружении бозоне Хиггса. |
Ожидание и реальность: результаты работы Большого адронного коллайдера
Оператор Большого адронного коллайдера прекратит сотрудничество с Россией в 2024 году. Правильно писать адронный коллайдер появился и работает без руских прекрасно. им дали возможность поучаствовать но без руских все работает как работало. В коллайдере NICA предусмотрены две точки взаимодействия: одна для изучения столкновения тяжёлых ионов на MPD детекторе, другая для поляризованных пучков для эксперимента на установке SPD. . Большой адронный коллайдер (БАК; англ. Large Hadron Collider, LHC), кольцевой коллайдер Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), в котором ускоряются и сталкиваются пучки протонов и/или ядер свинца.