ЦЕРН занимается развитием Большого адронного коллайдера (БАК). После начала военных действий на территории Украины организация лишила РФ статуса наблюдателя, а летом того же года совет принял решение не продлевать соглашение о сотрудничестве с Россией и.
Большой адронный коллайдер
Оператор Большого адронного коллайдера прекратит сотрудничество с Россией в 2024 году. ЦЕРН занимается развитием Большого адронного коллайдера (БАК). После начала военных действий на территории Украины организация лишила РФ статуса наблюдателя, а летом того же года совет принял решение не продлевать соглашение о сотрудничестве с Россией и. В 2022 году Украина, Чехия и Польша вышли или заморозили свое участие в проекте коллайдера. Это ускоритель элементарных частиц, что-то вроде Большого адронного коллайдера, но не таких гигантских размеров и имеющая несколько другой принцип работы. Большой адронный коллайдер (БАК) вновь запустил стабильные пучки протонов, открывая сезон 2024 года. читайте, смотрите фотографии и видео о прошедших событиях в России и за рубежом!
Адронный коллайдер: последние новости
В ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере тоже изучают кварк-глюонную плазму. Большой адронный коллайдер вызывает множество подозрений и нареканий, особенно среди конспирологов. В блокаде российских ученых в ЦЕРН он видит именно политический мотив и напоминает, что Россия участвовала в строительстве адронного коллайдера. Большой адронный коллайдер (БАК) вновь запустил стабильные пучки протонов, открывая сезон 2024 года. на данный момент самый большой и мощный ускоритель частиц в мире.
Строительство российского коллайдера NICA вышло на финальный этап
И хотя исследователи знают, что эти частицы существуют, им еще предстоит это доказать или по крайней мере понять, что же это такое на самом деле. Именно на эти вопросы, как надеются ученые, поможет ответить апгрейд ускорителя. Наряду с раскрытием тайн темной материи, БАК теперь лучше приспособлен для изучения вопроса о возможном существовании пятой силы природы, называемой темной энергией. Исследователи считают, что эта сила, скорее всего, существует, поскольку она влияет на то, как расширяется Вселенная. Однако, как и темная материя, они не смогли подтвердить факт ее существования или наблюдать ее непосредственно. Сэм Харпер, физик, исследующий теоретическую силу с помощью детектора CMS, очень надеется получить ответы на эти вопросы. Благодаря обновлениям, команда может оказаться на пороге открытия пятой силы.
Королёва Владимир Салеев. Как подчеркнул ученый, эксперименты, планируемые к проведению на российском коллайдере, уникальны — например, на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе Европейская организация по ядерным исследованиям их не провести, там используются совершенно другие, гораздо более высокие энергии частиц и решаются иные научные задачи. Российский адронный коллайдер тем самым закроет существующий сейчас пробел в экспериментальной физике высоких энергий с поляризованными пучками. В частности, физики до сих пор не знают, из чего складывается спин протонов — частиц, которые вместе с нейтронами составляют ядро атома вещества. Разгадыванию именно этой тайны и посвящен, в большей части, эксперимент, в котором примут участие самарские ученые. Раньше считалось, что протон состоит из трех кварков, и спин протона определяется суммой их спинов. Однако в ходе экспериментов было установлено, что это справедливо только для протона, который исследуют в процессах столкновений при низких энергиях, то есть, если можно так сказать, это справедливо для протона, находящегося в покое или движущегося с малой скоростью. Стоит только разогнать протон до определенной скорости и эксперименты показывают, что он устроен гораздо сложнее. Это как если бы в автомобиле с увеличением скорости движения резко увеличилось бы число пассажиров — вдруг появились бы новые персонажи, в том числе состоящие из антиматерии, которые в создавшейся давке общались бы на высоких тонах, ругались и даже аннигилировали бы друг друга.
При этом нужны магниты, которые удерживают частицы в окружности. Размер коллайдера зависит от магнитов. Если бы мы могли сделать более мощный магнит, устройство было бы меньше. Но есть еще одна причина, почему нам нужны магниты. Ведь пучок состоит из протонов, которые отталкиваются друг от друга, и их нужно сфокусировать, чтобы произошло как можно больше столкновений. Так устроен БАК — там разгоняют сотни известных частиц, чтобы получить одну новую. Она проживает очень маленький промежуток времени, разваливается на частицы, которые разлетаются в разные стороны со скоростью света. Но как зафиксировать новую частицу, если она так мало живет? Как зафиксировать открытие? Для фиксации ученым нужен очень хороший фотоаппарат. В этой роли используется огромный детектор элементарных частиц, он снимает каждое столкновение протонов и ядер свинца. На БАК таких детекторов четыре. Самый тяжелый детектор — CMS, его масса около 18 тыс. Каждая линия здесь — это след рожденной частицы. Это реальная фотография, слева можно увидеть, что он сделан 4 июля 2016 года в 16 часов 18 минут 25 секунд. Таких столкновений происходит до 100 млн в секунду. Как сделать открытие? Для простоты допустим, что есть новая частица, которая распадается на известные нам частицы. Например, когда искали Бозон Хиггса, ученые уже предполагали, что он должен распадаться на два фотона. Это означает, что детектор должен не просто понимать, куда и с какой траекторией разлетелись частицы, но и какими они были. Этим обусловлены размеры детектора и их структура — это так называемая структура матрешки. Первые слои детекторов — пиксельные, по технологии они похожи на пиксели, которые есть в камерах смартфонов, но они ловят не фотоны, а частицы. Допустим, заряженная частица пролетает и пиксели зажигаются — потом можно увидеть их траекторию, а если следа нет, значит, частица была незаряженной. Структура БАК Затем идут калориметр, который уничтожает частицы, после чего остаются «ливни», по их размеру можно определить энергию частицы. А по траектории можно понять импульс протона, калибраторы могут определить их энергию, после этого можно понять массу частиц. Как появился Бозон Хиггса? Представим, что есть столкновение, в котором рождаются только фотоны. Значит, мы можем ловить их, и они будут появляться в разных процессах. Теперь предполагаем, что в этих же процессах очень редко рождается Бозон Хиггса. Он обладает массой, распадается на два фотона, и в этом процессе должен соблюдаться закон сохранения импульса и энергии. Как эти два фотона будут отличаться от фотонов, которые появляются в других процессах? Законами сохранения — Бозон Хиггса обладает определенной массой и импульсом. И если мы посчитаем так называемую инвариантную массу, то есть их суммарный импульс и энергию, то сможем посчитать массу бозона. Но есть огромный фон — миллиард огромных фотонов. Чтобы отделить одни фотоны от других, мы предполагаем, что все они родились из бозонов Хиггса, получаем гладкое распределение и смотрим на неоднородности. Так можно увидеть, что как-то пар фотонов чуть больше, чем других. Значит, именно там родилась частица, которая распадаются на фотоны с конкретными характеристиками.
Проблема не только и не столько в уже написанных работах. Если сегодня ЦЕРН задерживает публикацию работ из-за протеста части соавторов, завтра зарубежные ученые дважды подумают, прежде чем начинать сотрудничество с коллегами из России. The Guardian указывает, что Немецкое научно-исследовательское общество уже рекомендовало своим членам не вступать в коллаборации с учеными из российских НИИ, а база Web of Science приостановила мониторинг цитируемости научных работ из России. Последствия конфликта для российской науки комментирует физик Федор Ратников: Федор Ратников физик «На российскую науку повлияет не то, что закрыты публикации. Это чепуха. На российскую науку повлияет изоляционизм. Российская наука становится национальной наукой. Она всегда была частью международной, а сейчас происходит это разделение, причем разделение с обеих сторон. В принципе, с той стороны оно происходит сильнее.
Разгадка появления Вселенной и путешествия в прошлое: для чего нужен Большой адронный коллайдер
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. Создание коллайдера в Дубне имеет большое значение как для России, так и для всех стран-участниц. В ЦЕРН допускали, что могут остановить работу Большого адронного коллайдера в случае необходимости. самом мощном ускорителе частиц в мире. экзотических адронов, состоящих из четырех кварков.
Строительство российского коллайдера NICA вышло на финальный этап
Большой адронный коллайдер впервые запустили в 2008 году. Запущенный 5 апреля 2015 года после двухгодичного перерыва Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider, LHC). Большой адронный коллайдер запустят с рекордной энергией после трехлетнего перерыва. В 2022 году на Большом адронном коллайдере стартовал третий сеанс работы (LHC Run 3). По сравнению с прошлыми сеансами, в работу коллайдера в этом году существенным образом вмешивались внешние факторы, прежде всего. Российский адронный коллайдер тем самым закроет существующий сейчас пробел в экспериментальной физике высоких энергий с поляризованными пучками. Первой точкой маршрута заявлен российский коллайдер НИКА (NICA) в Дубне.
Последний великий проект советской науки: коллайдер в Протвино
За все годы строительства адронного коллайдера в Протвино подземная территория наполнилась разнообразными помещениями, которые были связаны с поверхностью земли шахтами, созданными перпендикулярно к самому объекту. Кто знает, может если бы советскую программу закончили раньше БАКа, то именно она бы стала отправной точкой всех сенсационных открытий в физике будущего. За много лет до принятия решения: построить крупнейший коллайдер в СССР, в Московской области был создан поселок особого назначения, названный Серпухов-7. Он являлся исследовательской базой для Института Физики Высоких Энергий. В тот далекий 1960 год ученые подбирали местность согласно геологическим данным. И именно в этой части области грунт имел положительные свойства для размещения подземных объектов, так как являлся дном моря в древности. Плюс ко всему, данная зона защищена от землетрясений природным рельефом. Появление Протвино Через пять лет после появления Серпухова-7 было принято решение определить его, как поселок городского типа и переименовать в честь протекающей тут реки Протвы - Протвино.
Помимо идеи о создании адронного коллайдера, в Протвино в 1967 году был построен самый большой ускоритель по тогдашним меркам. Им стал протонный синхротрон, действующий и в наши дни. С выделяемой энергией в 109 электронвольт, синхротрон У-70 является самым высоко энергетичным во всей Российской Федерации. Так как в тот период Союз имел средства для проведения фундаментальных физических исследований, то восьмидесятые годы ознаменовались созданием грандиозного проекта, представленного в виде ускорительно-накопительного комплекса или проще говоря некоего подобия адронного коллайдера. Если рассматривать объект с технической стороны, то его можно сравнить со строительством Московского метрополитена и его кольцевой, но в несколько раз дороже и сложнее. Почему же коллайдер в Протвино необходимо было помещать именно под землю? Тут есть два основных критерия: поддержание постоянной идеальной температуры для научных исследований минус двести семьдесят один градус по Цельсию и минимальный доступ внешних земных помех на оборудование, работающее на высоких частотах.
Несмотря на то, что перспективы коллайдера в Протвино изначально не имели какой-то конкретной выгоды для науки будущего, исследования могли бы предоставить огромный пласт информации об устройстве нашего мира с точки зрения физики. Новый ускоритель Разработки новейшего проекта протон-протонного коллайдера на энергию тысяча двенадцать электронвольт подогревались идеей - создать мощнейший в мире ускоритель. Все работы по строительству коллайдера в Протвино велись под руководством академика Анатолия Логунова. Он являлся физиком-теоретиком и сотрудником ИФВЭ. Причем, согласно его планам, имеющийся синхротрон-70 должен был стать начальным звеном в разгонке для нового ускорителя. Проект, теперь уже заброшенного адронного коллайдера в Протвино, предполагал наличие двух ступеней: на первой шло принятие протонов, имеющих энергию в семьдесят гигаэлектронвольт и выпускаемых синхротроном, он же их впоследствии поднимал до промежуточного значения, равнявшегося шестистам гигаэлектронвольтам; вторая ступень кольцо поднимала бы протоны до их максимума. И первую и вторую ступени коллайдера в Протвино должны были поместить в один кольцевой тоннель, размеры которого в несколько раз превосходят существующую кольцевую линию метро в Москве.
Более того, строительством тоннеля занимались те же, кто и прорубал в толще земли проходы для поездов метро. Большое кольцо в двадцать один километр содержит трубу от первой ступени, начиненную теплыми магнитами, а также две трубы от второго кольца, начиненных холодными магнитами, имеющими сверхпроходящие свойства. Обозначаются они с помощью аббревиатуры "УНК" и цифрами от 1 до 3. Данные магниты как раз и являются ускорителями, воздействуя на пучок частиц, они направляют его в нужную сторону. Сам тоннель заброшенного коллайдера в Протвино в Московской области спроектирован так, чтобы в случае чего рабочие смогли добраться до необходимого места и произвести техническое обслуживание. Его ширина намного больше, чем в аналогичном объекте ЦЕРНа. Итак, разберем детально, как работает такой гигант?
После образования пучка частиц, их скорость разгоняется в малом ускорителе - синхротроне. После, с помощью первого канала, соединяющего большое кольцо и малый ускоритель, они перемещаются в основное место своей работы к теплым магнитам, двигаясь против часовой стрелки. Далее, разогнавшись до необходимой скорости, они попадают на сверхпроводящие магниты.
Хотя по мощности он уступает коллайдеру в Швейцарии, по параметрам он лучше. Ожидается, что NICA позволит получить как бы нейтронную звезду на Земле — это очень важно для понимания в том числе происхождения Вселенной. Что теперь будет? И это не только материальный, но и интеллектуальный вклад. Российские ученые участвовали практически во всех экспериментах ЦЕРН и во всех областях. Есть компоненты, созданные в российских институтах, которые поддерживаются российскими экспертами.
Здесь у ЦЕРН после ухода россиян будут самые серьезные проблемы, придется искать специалистов или их обучать. Это касается всех областей: разработки новых экспериментов, аппаратурной части, в программном обеспечении, в обработке данных, интерпретации физических результатов. Что касается нас, к сожалению, мы лишимся доступа к LHC, к самому мощному пока что инструменту в физике высоких энергий. Но есть несколько не менее интересных российских проектов. Нам самим строить аналог LHC не имеет смысла, основные ожидаемые результаты уже получены. Так называемая «новая физика» в них не просматривается.
Говорили о всевозможных страхах и ужасах, связанных с запуском коллайдера. Впрочем, кто-то и сейчас, вполне возможно, ждет апокалипсиса, связанного с работой БАК и тресется от одной мысли о том, что будет, если ч взорвется большой адронный коллайдер. Хотя, в первую очередь все боялись черной дыры, которая, сначала будучи микроскопической, разрастется и благополучно поглотит сначала сам коллайдер, а за ним Швейцарию и весь остальной мир. Также большую панику вызывала аннигиляционная катастрофа.
Группа ученых даже подала в суд, пытаясь остановить строительство. В заявлении говорилось, что сгустки антиматерии, которые могут быть получены в коллайдере, начнут аннигилировать с материей, начнется цепная реакция и вся Вселенная будет уничтожена. Как говорил известный персонаж из «Назад в Будущее»: Вся Вселенная, конечно, в самом худшем случае. В лучшем — только наша галактика. Доктор Эмет Браун. Коллайдер уничтожает землю А теперь попытаемся понять, почему он адронный? Дело в том, что он работает с адронами, точнее разгоняет, ускоряет и сталкивает адроны. Адроны — класс элементарных частиц, подверженных сильному взаимодействию. Адроны состоят из кварков. Адроны делятся на барионы и мезоны.
Чтобы было проще, скажем, что из барионов состоит почти все известное нам вещество.
Историк Марьяна Скуратовская Узнать больше Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки! Самые интересные проекты, открытия и исследования, а также информация о конкурсах и мероприятиях в вузах и научных центрах России в одном удобном формате. Будьте в курсе событий Десятилетия науки и технологий!