Collider u rusiji. Nica projekat(jonski sudarač na bazi nukleotrona). Zajednički institut za nuklearna istraživanja (jinr) u dubni, moskovska oblast

Collider u Rusiji ubrzava čestice u nadolazećim snopovima (collider od riječi collide, preveden kao collide). Potreban je kako bi se međusobno proučavali proizvodi naprezanja ovih čestica, tako da naučnici daju snažnu kinetičku energiju elementarnim česticama materije. Oni su također uključeni u sudare ovih čestica, usmjeravajući ih jedna protiv druge.

Istorija stvaranja

Postoji nekoliko vrsta sudarača: prstenasti (na primjer, LHC je Veliki hadronski sudarač u Evropskom CERN-u), linearni (dizajnirao ILC).

Teoretski, ideja za korištenje sudara greda pojavila se prije nekoliko decenija. Vidiroe Rolf, fizičar iz Norveške, dobio je patent u Njemačkoj 1943. godine za ideju sudara greda. Objavljeno je samo deset godina.

Donald Kerst je 1956. godine dao prijedlog da se sudar protonskih zraka iskoristi za proučavanje fizike elementarnih čestica. Dok je Gerard O`neill mislio da koristi prstenove za skladištenje kako bi dobio intenzivne zrake.

Aktivni rad na projektu collider započeo je istovremeno u Italiji, Sovjetskom Savezu i Sjedinjenim Državama (Frascati, INP, SLAC). Prvi sudarač koji je lansiran bio je elektron-pozitron AdA, čiju je izgradnju nadgledao Tušekavo Frascati.

U isto vrijeme, prvi rezultat objavljen je tek godinu dana kasnije (1966.), u poređenju s rezultatima promatranja elastičnog rasipanja elektrona na VEP-1 (1965., SSSR).

.

Hadronski sudarač u Dubni

VEP-1 (counter electron beams) je mašina koja je kreirana pod jasnim vodstvom G. I. Budker. Nešto kasnije, grede su dobivene u akceleratoru Sjedinjenih Država. Sva ova tri sudarača bila su probna, služili su da pokažu mogućnost proučavanja fizike elementarnih čestica na njihovom.

Prvi hadronski sudarač je ISR-protonski sinhrotron, koji je 1971. godine lansirao CERN. Njegova energija je bila 32 GeV u zraku. Bio je to jedini radni linearni sudarač devedesetih godina.

Nakon lansiranja

U Rusiji se stvara novi kompleks ubrzanja, na bazi zajedničkog Instituta za nuklearna istraživanja. Zove se ionski sudarač na bazi NICA - Nukleotrona i nalazi se u Dubni. Svrha izgradnje je proučavanje i otkrivanje novih svojstava guste materije bariona.

Nakon pokretanja mašine, naučnici sa zajedničkog Instituta za nuklearna istraživanja u Dubni kod Moskve moći će stvoriti određeno stanje materije, koje je bio univerzum u prvim trenucima nakon Velikog praska. Ova supstanca se naziva kvark-gluonska plazma (KGP).

, izgradnja kompleksa u režimskom objektu započela je 2013. godine, a lansiranje je planirano za 2020. godinu.

Osnovni zadaci

Posebno za Dan nauke u Rusiji, osoblje JINR pripremilo se materijali za događaji obuke namijenjeni školarcima. Tema se zove "NICA-univerzum u laboratoriji". Video serija u kojoj će učestvovati Akademik Grigorij Vladimirovič Trubnikov govoriće o budućim istraživanjima koja će se provoditi na hadronskom sudaraču u Rusiji u zajednici sa drugim naučnicima iz najviše drugačije zemlje svijeta.

Najvažniji zadatak s kojim se suočavaju istraživači u ovoj oblasti je proučavanje sljedećih područja:

1. Svojstva i funkcije bliskih interakcija elementarnih komponenti standardnog modela fizike čestica jedna s drugom, odnosno proučavanje kvarkova i gluona.
2. Pronalaženje znakova faznog prijelaza između KGP i hadronske materije, kao i traženje dosad nepoznatih stanja barionske materije.
3. , Rad sa osnovnim svojstvima bliskih interakcija i simetrije KGP-a.

Važna oprema

Suština Hadronskog sudarača u kompleksu NICA je da obezbedi veliki spektar snopa: od protona i deuterona, do greda koji se sastoje od mnogo težih jona, kao što je jezgro zlata.

Teški Joni će biti ubrzani do energetskog stanja do 4,5 GeV / nukleon, a protoni-do dvanaest i po. Srce sudarača u Rusiji je nuclotron akcelerator, koji radi od devedeset treće godine prošlog veka, ali je značajno ubrzan.

Nica collider je obezbijedio nekoliko načina interakcije. Jedan je proučiti kako se teški Joni sudaraju jedni s drugima na MPD detektoru, a drugi je provesti eksperimente s polariziranim snopovima na SPD instalaciji.

Završetak izgradnje

Zabilježeno je da u prvom eksperimentu učestvuju naučnici iz zemalja poput SAD-a, Njemačke, Francuske, Izraela i, naravno, Rusije. Sada su u toku radovi u NICA-i na instaliranju i dovođenju pojedinih dijelova u aktivno radno stanje.

Zgrada za hadronski sudarač biće završena 2019. godine, a sama instalacija sudarača biće izvedena 2020. godine. Iste godine započet će istraživački rad na proučavanju sudara iona velike težine. Ceo uređaj će biti u potpunosti operativan 2023.

Sudarač u Rusiji samo je jedan od čak šest projekata u našoj zemlji koji su dodijeljeni klasi megascience. U 2017. godini Vlada je izdvojila gotovo četiri milijardi rubalja za izgradnju ove mašine. Troškove osnovne konstrukcije automobila Stručnjaci su procijenili na dvadeset sedam i po milijardi rubalja.

Nova era

Vladimir Kekelidze, direktor fizičara u laboratoriji za visoku energiju JINR, vjeruje da će projekat collider u Rusiji dati Zemlji priliku da se uzdigne na najviše pozicije u oblasti fizike visokih energija.

Nedavno, tragovi "nove fizike su otkriveni", to je zabilježio Veliki hadronski sudarač i oni prevazilaze Standardni Model našeg mikrokosmosa. Rečeno je da je novootkriveni "nova fizika" ne bi ometao rad sudarača.

U intervjuu je Vladimir Kekelidze objasnio da ta otkrića neće obezvrijediti rad nice, pa kako ... sam projekat je nastao prije svega kako bi se tačno razumjelo kako su izgledali sami početni trenuci nastanka univerzuma, kao i da takvi uslovi za istraživanje koji postoje u Dubni ne postoje nigdje drugdje u svijetu.

Takođe je rekao da naučnici JINR-a savladavaju nove aspekte nauke, u kojima su odlučni da zauzmu vodeću poziciju. Da dolazi era u kojoj se ne stvara samo novi sudarač, već nova era u razvoju visokoenergetske fizike za našu zemlju.

Međunarodni projekat

Prema istom direktoru, rad na nici, gdje se nalazi hadronski sudarač, bit će međunarodni. Zato što istraživanje fizike visokih energija u naše vrijeme provode čitavi naučni timovi, koje čine ljudi iz različitih zemalja.

Zaposleni iz dvadeset četiri zemlje svijeta već su učestvovali u radu na ovom projektu u režimskom objektu. A cijena ovog čuda je, prema približnim procjenama, petsto četrdeset pet miliona dolara.

Novi sudarač će takođe pomoći naučnicima u sprovođenju istraživanja u oblastima stvaranja nove materije, nauke o materijalima, radiobiologije, elektronike, terapije snopom i medicine. Pored toga, sve ovo će koristiti programima "Roskosmos", kao i prerada i odlaganje radioaktivnog otpada i stvaranje novih izvora kriogene tehnologije i energije koji će biti bezbedni za korišćenje.

Higsovog Bozona

Higsov bozon je takozvana Higsova kvantna polja, koja se s nuždom pojavljuju u fizici, odnosno u njegovom standardnom modelu elementarnih čestica, kao posljedica Higsovog mehanizma nepredvidivog kršenja elektroslabe simetrije. Njegovo otvaranje je završetak standardnog modela.

U okviru istog modela odgovoran je za inerciju mase elementarnih čestica - bozona. Higsovo polje pomaže u objašnjenju pojave inertne mase u česticama, odnosno nosioci slabe interakcije, kao i odsustvo mase u nosaču čestica jake interakcije i elektromagnetskog (gluon i foton). Higsov bozon se po svojoj strukturi manifestuje sebe kao skalarna čestica. Dakle, ima nultu spin.

Otvaranje Polja

Ovaj bozon je aksiomatizovao davne 1964. godine fizičar porijeklom iz Britanije, po imenu Peter Higgs. Cijeli svijet je saznao za njegovo otkriće čitajući njegove članke. I nakon skoro pedeset godina potrage, odnosno 2012. godine, 4. jula, otkrivena je čestica koja odgovara ovoj ulozi. Otkriven je kao rezultat istraživanja na LHC-u, a njegova masa je približno 125-126gev / c2.

Postoje prilično dobri razlozi za vjerovanje da je upravo ova čestica Higsov bozon. 2013. godine, u martu, različiti istraživači iz CERN-a izvijestili su da je čestica koja je pronađena prije šest mjeseci zapravo Higsov bozon.

Ažurirani model, koji uključuje ovu česticu, omogućio je konstrukciju kvantno renormalizirane teorije polja. I godinu dana kasnije, u aprilu, CMS grupa je izvijestila da je širina propadanja otvorenog Higgsovog bozona manja od 22 MeV.

Svojstva Čestica

Kao i svaka druga čestica sa stola, Higsov bozon je podložan gravitaciji. Ima troškove boje i električne energije, kao i, kao što je spomenuto ranije, nulti spin.

Postoje četiri glavna kanala za pojavu Higsovog bozona:

1. Nakon što dođe do spajanja dva gluona. On je glavni.
2. Prilikom spajanja parova WW-ili ZZ-.
3. Uz uslov pratnje W-ili Z-bozona.
4. Sa prisutnim gornjim kvarkovima.

Raspada se u par b-antikvarka i b-kvarka, u dva para elektron-pozitrona i/ili Mion-antimuona sa dva neutrina.

2017. godine, na samom početku jula, na konferenciji na kojoj su učestvovali EPS, ATLAS, HEP i CMS, objavljeno je da su se konačno počeli pojavljivati primjetni nagovještaji da se Higsov bozon raspada u par b-kvark-antikvark.

Ranije je bilo nerealno to vidjeti vlastitim očima u praksi zbog poteškoća s odvajanjem rađanja istih kvarkova na drugačiji način od procesa u pozadini. Standardni fizički model sugerira da je takvo propadanje najčešće, odnosno više od polovine slučajeva. U oktobru 2017. godine otvoreno je samouvjereno promatranje signala propadanja. Takvu izjavu dali su CMS i ATLAS u svojim objavljenim člancima.

Svijest masa

Čestica koju je otkrio Higgs toliko je važna da ju je Leon Lederman (Nobelovac) u naslovu svoje knjige nazvao Božjom česticom. Iako sam Leon Lederman u svojoj originalnoj verziji ponudio "čestica đavola", , ali urednici su odbili njegov prijedlog.

U medijima se ovo neozbiljno ime koristi prilično široko. Iako mnogi naučnici to ne odobravaju. Oni vjeruju da je ime "bozon boce šampanjca bio bi mnogo uspješniji", , budući da potencijal Higgsovog polja liči na dno upravo ove bočice, a njegovo otvaranje će definitivno dovesti do potpunog isušivanja mnogih takvih boca.