Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Chłodniej niż w przestrzeni kosmicznej

Rekomendowane odpowiedzi

We wtorek (6 listopada) zakończyły się przygotowania do zaplanowanego zrozmachem eksperymentu naukowego. Zamiarem badaczy było skonstruowanie układu chłodzącego, który wytwarzałby temperatury niższe od tych z przestrzeni kosmicznej. Udało się zejść w pobliże zera absolutnego, do temperatury -271,1°C. 

System chłodzi Wielki Zderzacz Hadronów (ang. Large Hadron Collider, LHC), czyli zlokalizowany w CERN pod Genewą akcelerator cząstek. Jest to największe tego typu urządzenie na świecie. Ma średnicę 8, a obwód ok. 27 kilometrów!

Ukończony właśnie układ zużywa ponad 10 tysięcy ton ciekłego azotu i 130 t ciekłego helu.

To duże osiągnięcie. [...] Teraz możemy się skupić na chłodzeniu maszyny i fizyce – opowiada Lyn Evans, szef projektu LHC. Akcelerator ma zacząć działać w maju przyszłego roku.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Nigdy orłem z fizyki nie byłem, ale jak można otrzymać temperaturę niższą od tej, w której cząsteczki zastygają w całkowitym bezruchu?!

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Tak w ogóle to cząstka nie może nawet zastygnąć w bezruchu, zawsze musi mieć jakąś, chociaż najmniejszą energię (z tego co wiem to najniższa temperatura jaką udało się osiągnąć była o 10^-9 wyższa od 0 bezwzględnego :))

A może obalają uznawane obecnie prawa fizyki? Może jest coś takiego jak ruch ujemny czy coś ;D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Nasza wina :P Oczywiście, że Panowie macie rację :)

To było niemal zero absolutne, ale jednak powyżej. Schłodzono do temperatury -271,1 stopnia Celsjusza.

 

Przepraszamy fizykę za próbę jej obalenia. :P

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ukończony właśnie układ zużywa ponad 10 tysięcy ton ciekłego azotu i 130 t ciekłego helu.

 

 

skąd oni biora tyle tych substancji??? ponad 10 mln kg azotu 130 tys kg helu na 1 eksperyment!!!!! niech nie robia tego za często bo zabraknie tego wszystkiego w atmosferze:-)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
skąd oni biora tyle tych substancji??? ponad 10 mln kg azotu 130 tys kg helu na 1 eksperyment!!!!! niech nie robia tego za często bo zabraknie tego wszystkiego w atmosferze:-)

 

Azot z atmosfery i tam wróci ale hel z reaktorów atomowych i lepiej żeby do atmosfery nie trafiał. ;D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

gdzies to chyba juz pisałem: nie możesz wygrać, nie możesz zremisować, nie możesz przerwać gry - bo zero absolutne jest nieosiągalne. (czyli świat musi istnieć)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
gdzies to chyba juz pisałem: nie możesz wygrać, nie możesz zremisować, nie możesz przerwać gry - bo zero absolutne jest nieosiągalne. (czyli świat musi istnieć)

 

a ja gdzieś czytałem że przy kawitacji uzyskuje się temp.poniżej zera absolutnego w jakimś tam krótkim czasie . 8)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Tak z innej beczki, to teoria przewiduje ujemne temperatury. Tzn. korzystajac z entropijnej definicji temperatury, stan o najwiekszym uporzadkowaniu odpowiada ujemnym temperaturom, poniewaz prawdopodobienstwo wystapienia jest niezmiernie male. W zwiazku z tym, ze musialbym tutaj wyprowadzic odpowiedni material czego nie chcialbym robic, pozostaje mi odwolac sie do linku: http://encyklopedia.interia.pl/haslo?hid=107885, albo teoria termodynamiki (http://www.ftj.agh.edu.pl/~wierzbanowski/Termod.pdf) i rozwazania teoretyczne :P (ps. a jednak swiat moze istniec nawet z ujemnymi temperaturami <-> w zaleznosci jak definiujemy temperature :P ). pozdrawiam :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

 

Temperatura jest (E(kin)= 3/2k * T) jest miarą średniej energi kinetycznej cząstek gazu.

 

Oznaczałoby to że miliony cząstek powietrza proporcjonalnie do temperatury uderza w nasza skórę

masując ją i powodując pracę membram komórkowych , stąd metody lecznicze polewania naprzemian zimną i ciepłą wodą będą miały uzasadnienie (to jak aktywowanie i porządkowanie pracy komórek i to w skali atomowej) tak samo sauna , czy nacieranie śniegiem.

Dodatkowo dzwięki z otoczenia zależnie od częstoliwości i temperatury będą stymulować komórki (uzasadnienie dla mis tybetańskich , dyskotek i wogóle terapi dzwiękiem)

Jeśli ktoś słucha muzyki głośno w samochodzie to się leczy i ma grubą skórę ;D do tego adiabatycznie na przemian doprowadza do zagotowania i zamrożenia wody w komórkach a to tłumaczyłoby ,, muzyka łagodzi obyczaje" ;D lub wywołuje szaleństwo.

Drgania cieplne i dzwiękowe przyczyniają się do wzrostu i spadku entropi układu jakim jest ciało ludzkie

 

Do tego im temperatura większa tym odległość między atomami większa stąd kriogenika i gorące kąpiele oraz ryzyko np. stania w przeciągu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

(...) uderza w nasza skórę masując ją i powodując pracę membram komórkowych , stąd metody lecznicze polewania naprzemian zimną i ciepłą wodą będą miały uzasadnienie

Nio, wszystko fajnie. Teraz jeszcze podaj jakiś dowód na to, że masaż błon komórkowych (lol :)) pomaga organizmowi żyć.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

przyczyniają się do wzrostu i spadku entropi

 

super! z tym małym a jakże znaczącym wyjątkiem że entropia ciągle rośnie  :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ogólna tendencja jest rzeczywiście rosnąca - niemniej jednak wykonując pracę możesz zmniejszyć entropię! Banalny przykład w skali makro, który można łatwo pojąć: wykonujesz pracę i sprzątasz pokój - entropia Twojego pokoju spada. A w skali mikro: wykonując pracę na zbiorniku z gazem (sprężasz go, krótko mówiąc), upakowujesz jego cząsteczki ciaśniej, przez co uporządkowujesz je nieco bardziej - znów entropia maleje.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Nio, wszystko fajnie. Teraz jeszcze podaj jakiś dowód na to, że masaż błon komórkowych (lol ) pomaga organizmowi żyć.

 

Może podaj dowód ze tak nie jest ;D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Nio, wszystko fajnie. Teraz jeszcze podaj jakiś dowód na to, że masaż błon komórkowych (lol ) pomaga organizmowi żyć.

 

Może podaj dowód ze tak nie jest ;D

A co to, przepraszam, domniemanie niewinności? Rozmawiamy o nauce o ile pamiętam, dowody są wymagane dla wprowadzania nowych teorii. Czekam na dowód.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Czekam na dowód.

powstrzymać się nie mogłem  ;D

 

mikromasaż, terapie ultradźwiękowe itp. O stymulacje immuno systemu chodzi...

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Czekam na dowód.

powstrzymać się nie mogłem  ;D

 

mikromasaż, terapie ultradźwiękowe itp. O stymulacje immuno systemu chodzi...

Ale, ale. Udowodnij, że masaż BŁON KOMÓRKOWYCH, a nie tkanek, ma takie działanie. Fakt, że terapia ultradźwiękowa działa (co też wcale nie jest takie oczywiste) jeszcze wcale nie znaczy, że wynika to z faktu, że masowana jest błona komórkowa. A może chodzi o ucisk neuronów znajdujących się w tkance? A może o podrażnianie ziarnistości makrofagów? A może o zwykłe zwiększenie przepływu krwi poprzez ucisk naczyń, a następnie ich "rozluźnienie" (co brzmi znacznie bardziej przekonująco)?A może o coś jeszcze innego? Innymi słowy: skąd wiesz, że to właśnie błona komórkowa jest elementem wyzwalającym taką, a nie inną reakcję?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Trochę wyobraźni panowie , rzeczy dzieją się na poziomie atomowym a nie komórkowym , tam rośnie energia pedzących elektronów co przenosi się na atomy komórek zwiększając ich zdolność do wykonywania rutynowych zadań.  8) Tak więc kąpiel w ciepłej wodzie na poziomie atomowym wygląda jak zanurzenie się w basenie wypełnionym wirujacymi szlifierkami kątowymi (oczywiście bardzo małymi) ;D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ale nadal nie rozumiem, co to ma do masażu błon komórkowych?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Ale nadal nie rozumiem, co to ma do masażu błon komórkowych?

 

Inny przykład: wewnątrz pomieszczenia jest temperatura 25stC elektrony zasuwają z dużą prędkością po orbitach, w kontakcie z ścianą zaczynają rozpędzać elektrony w cegle ten proces przenosi się przez całą grubość ściany aż do zimnego powietrza na zewnątrz .

Identycznie jest w komórkach , jeśli ściany komórek posiadają energie to komórka może zająć się tym do czego jest powołana w sposób najlepszy bez dodatkowych przemian mających na celu ogrzanie.

A że to ważne świadczy fakt iż poniżej 35stC temperatury wewnętrznej

zatrzymuje się wiele procesów życiowych aż do dreszczy włącznie. 8)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Okej, ale to nie wynika z masażu błon jako takiego, tylko z przekazania energii. Z tak postawioną tezą się oczywiście zgadzam.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

To ja też mam taką drobną tezę (której zresztą nie mogę udowodnić). Masaż błon to działanie kinetyczne, które wprowadza znaczne „zamieszanie” w organizacji błony. O ile dobrze pamiętam błona jest płynna, jedynie utrzymuje odpowiednią polaryzacje dzięki spolaryzowanym lipidom. To „zamieszanie” zwiększa szansę na trafienie składnikom odżywczym (czy innym substratom) w gliko-białkowy kanał transportujący a tym samym zwiększa jej przepuszczalność.  :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy udało się bezpośrednio zaobserwować wpływ grawitacji na antymaterię. Fizycy z CERN eksperymentalnie wykazali, że grawitacja działa na antymaterię tak, jak i na materię – antyatomy opadają na źródło grawitacji. Nie jest to niczym niespodziewanym, różnica w oddziaływaniu grawitacji na materię i antymaterię miałaby bardzo poważne implikacje dla fizyki. Jednak bezpośrednia obserwacja tego zjawiska jest czymś, czego fizycy oczekiwali od dziesięcioleci. Oddziaływanie grawitacyjne jest bowiem niezwykle słabe, zatem łatwo może zostać zakłócone.
      Naukowcy z CERN pracujący przy eksperymencie ALPHA wykorzystali atomy antywodoru, które są stabilne i elektrycznie obojętne, do badania wpływu grawitacji na antymaterię. Uczeni utworzyli antywodór łącząc antyprotony – uzyskane w urządzeniach AD i ELENA pracujących w Antimatter Factory – z pozytonami (antyelektronami) z radioaktywnego sodu-22. Atomy antywodoru umieszczono następnie w pułapce magnetycznej, która chroniła je przed wejściem w kontakt z materią i anihilacją. Całość umieszczono w niedawno skonstruowanym, specjalnym urządzeniu o nazwie ALPHA-g, które pozwala na śledzenie losu atomów po wyłączeniu pułapki.
      Symulacje komputerowe wykazywały, że – w przypadku materii – około 20% atomów powinno opuścić pułapkę przez górną jej część, a około 80% – przez dolną. Naukowcy wielokrotnie przeprowadzili eksperymenty z użyciem antymaterii, uwzględniając przy tym różne ustawienia pułapki i różne możliwe oddziaływania poza oddziaływaniami grawitacyjnymi. Po uśrednieniu wyników eksperymentów okazało się, że antymateria zachowuje się tak, jak materia. Około 20% atomów antywodoru uleciało z pułapki górą, a około 80% – dołem.
      Potrzebowaliśmy 30 lat by nauczyć się, jak stworzyć antyatomy, jak utrzymać je w pułapce, jak je kontrolować i jak je uwalniać z pułapki, by oddziaływała na nie grawitacja. Następnym etapem naszych badań będą jak najbardziej precyzyjne pomiary przyspieszenia opadających antyatomów. Chcemy sprawdzić, czy rzeczywiście atomy i antyatomy opadają w taki sam sposób, mówi Jeffrey Hangst, rzecznik prasowy eksperymentu ALPHA.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      CERN poinformował, że w przyszłym roku przeprowadzi o 20% mniej eksperymentów, a w roku bieżącym akcelerator zostanie wyłączony 28 listopada, 2 tygodnie wcześniej, niż planowano. Zmiany mają związek z niedoborami energii i rosnącymi jej kosztami. W ten sposób CERN chce pomóc Francji w poradzeniu sobie z problemami z dostępnością energii.
      CERN kupuje 70–75% energii z Francji. Gdy wszystkie akceleratory w laboratorium pracują, zużycie energii wynosi aż 185 MW. Sama infrastruktura Wielkiego Zderzacza Hadronów potrzebuje do pracy 100 MW.
      W związku ze zbliżającą się zimą we Francji wprowadzono plan zredukowania zużycia energii o 10%. Ma to pomóc w uniknięciu wyłączeń prądu. Stąd też pomysł kierownictwa CERN, by pomóc w realizacji tego planu. Ponadto rozpoczęto też prace nad zmniejszeniem zapotrzebowania laboratorium na energię. Podjęto decyzję m.in. o wyłączaniu na noc oświetlenia ulicznego, rozpoczęcia sezonu grzewczego o tydzień później niż zwykle oraz zoptymalizowania ogrzewania pomieszczeń przez całą zimę.
      Działania na rzecz oszczędności energii nie są w CERN niczym niezwykłym. Laboratorium od wielu lat pracuje nad zmniejszeniem swojego zapotrzebowania i w ciągu ostatniej dekady konsumpcję energii udało się ograniczyć o 10%. Było to możliwe między innymi dzięki zoptymalizowaniu systemów chłodzenia w centrum bazodanowym, zoptymalizowaniu pracy akceleratorów, w tym zmniejszenie w nich strat energii.
      W CERN budowane jest właśnie nowe centrum bazodanowe, które ma ruszyć pod koniec przyszłego roku. Od początku zostało ono zaprojektowane z myślą o oszczędności energii. Znajdą się tam m.in. systemy odzyskiwania ciepła generowanego przez serwery. Będzie ono wykorzystywane do ogrzewania innych budynków laboratorium. Zresztą już teraz ciepło generowane w jednym z laboratoriów CERN jest używane do ogrzewania budynków w pobliskiej miejscowości Ferney-Voltaire. Trwają też prace nad optymalizacją systemu klimatyzacji i wentylacji oraz nad wykorzystaniem energii fotowoltaicznej.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Rada CERN jednogłośnie przyjęła dzisiaj plan dotyczący strategii rozwoju badań nad fizyką cząstek w Europie. Plan zakłada m.in. wybudowanie 100-kilometrowego akceleratora cząstek. O stworzeniu wstępnego raportu projektowego budowy Future Circular Collider (FCC) informowaliśmy na początku ubiegłego roku.
      The European Strategy for Particle Physics został po raz pierwszy przyjęty w 2006 roku, a w roku 2013 doczekał się pierwszej aktualizacji. Prace nad jego obecną wersją rozpoczęły się w 2018 roku, a w styczniu ostateczna propozycja została przedstawiona podczas spotkania w Niemczech. Teraz projekt zyskał formalną akceptację.
      CERN będzie potrzebował znaczniej międzynarodowej pomocy, by zrealizować swoje ambitne plany. Stąd też w przyjętym dokumencie czytamy, że Europa i CERN, za pośrednictwem Neutrino Platform, powinny kontynuować wsparcie dla eksperymentów w Japonii i USA. W szczególności zaś, należy kontynuować współpracę ze Stanami Zjednoczonymi i innymi międzynarodowymi partnerami nad Long-Baseline Neutriono Facility (LBNF) oraz Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE).
      Obecnie szacuje się, że budowa nowego akceleratora, który byłby następcą Wielkiego Zderzacza Hadronów, pochłonie co najmniej 21 miliardów euro. Instalacja, w której dochodziłoby do zderzeń elektronów z pozytonami, miała by zostać uruchomiona przed rokiem 2050.
      Zatwierdzenie planów przez Radę CERN nie oznacza jednak, że na pewno zostaną one zrealizowane. Jednak decyzja taka oznacza, że CERN może teraz rozpocząć pracę nad projektem takiego akceleratora, jego wykonalnością, a jednocześnie rozważać inne konkurencyjne projekty dla następcy LHC. Myślę, że to historyczny dzień dla CERN i fizyki cząstek, zarówno w Europie jak i poza nią, powiedziała dyrektor generalna CERN Fabiola Gianotti po przyjęciu proponowanej strategii.
      Z opinią taką zgadzają się inni specjaliści. Dotychczas bowiem CERN rozważał wiele różnych propozycji. Teraz wiadomo, że skupi się przede wszystkim na tej jednej.
      Przyjęta właśnie strategia zakłada dwuetapowe zwiększanie możliwości badawczych CERN. W pierwszym etapie CERN wybuduje zderzacz elektronów i pozytonów, którego energia zostanie tak dobrana, by zmaksymalizować produkcję bozonów Higgsa i lepiej zrozumieć ich właściwości.
      Później instalacja ta zostanie rozebrana, a w jej miejscu powstanie potężny zderzacz protonów. Urządzenie będzie pracowało z energiami rzędu 100 teraelektronowoltów (TeV). Dla porównania, LHC osiąga energie rzędu 16 TeV.
      Zadaniem nowego zderzacza będzie poszukiwanie nowych cząstek i sił natury. Większość technologii potrzebna do jego zbudowania jeszcze nie istnieje. Będą one opracowywane w najbliższych dekadach.
      Co ważne, mimo ambitnych planów budowy 100-kilometrowego zderzacza, nowo przyjęta strategia zobowiązuje CERN do rozważenia udziału w International Linear Collider, którego projekt jest od lat forsowany przez japońskich fizyków. Japończycy są zadowoleni z takiego stanowiska, gdyż może pozwoli to na przekonanie rządu w Tokio do ich projektu.
      W przyjętej właśnie strategii czytamy, że CERN będzie kontynuował rozpoczęte już prace nad High Luminosity LHC (HL-LHC), czyli udoskonaloną wersją obecnego zderzacza. Budowa 100-kilometrowego tunelu i zderzacza elektronów i pozytonów ma rozpocząć się w roku 2038. Jednak zanim ona wystartuje, CERN musi poszukać pieniędzy na realizację swoich zamierzeń. Chris Llewellyn-Smith, były dyrektor generalny CERN, uważa, że do europejskiej organizacji mogłyby dołączyć Stany Zjednoczone, Japonia i Chiny, by powołać nową globalną organizację fizyczną.
      Nie wszyscy eksperci entuzjastycznie podchodzą do planów CERN. Sabine Hossenfelder, fizyk teoretyczna z Frankfurckiego Instytutu Zaawansowanych Badań krytykuje wydawanie olbrzymich kwot w sytuacji, gdy nie wiemy, czy zwiększanie energii zderzeń cząstek przyniesie jakiekolwiek korzyści naukowe poza pomiarami właściwości już znanych cząstek. Z opinią tą zgadza się Tara Shears z University of Liverpool. Uczona zauważa, że o ile powodem, dla którego budowano LHC było poszukiwanie bozonu Higgsa i urządzenie spełniło stawiane przed nim zadanie, to obecnie brak dobrze umotywowanych powodów naukowych, by budować jeszcze potężniejszy akcelerator. Nie mamy obecnie żadnych solidnych podstaw. A to oznacza, że cały projekt obarczony jest jeszcze większym ryzykiem, mówi. Dodaje jednak, że jednocześnie wiemy, że jedynym sposobem na znalezienie odpowiedzi są eksperymenty, a jedynymi miejscami, gdzie możemy je znaleźć są te miejsca, w które jeszcze nie zaglądaliśmy.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Dzisiaj, po trzech latach przerwy, Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) ponownie podejmuje badania naukowe. Największy na świecie akcelerator cząstek będzie zderzał protony przy rekordowo wysokiej energii wynoszącej 13,6 teraelektronowoltów (TeV). To trzecia kampania naukowa od czasu uruchomienia LHC.
      Przez trzy ostatnie lata akcelerator był wyłączony. Trwały w nim prace konserwatorskie i rozbudowywano jego możliwości. Od kwietnia w akceleratorze znowu krążą strumienie cząstek, a naukowcy przez ostatnich kilka tygodni sprawdzali i dostrajali sprzęt. Teraz uznali, że wszystko działa, jak należy, uzyskano stabilne strumienie i uznali, że LHC może rozpocząć badania naukowe.
      W ramach rozpoczynającej się właśnie trzeciej kampanii naukowej LHC będzie pracował bez przerwy przez cztery lata. Rekordowo wysoka energia strumieni cząstek pozwoli na uzyskanie bardziej precyzyjnych danych i daje szanse na dokonanie nowych odkryć.
      Szerokość wiązek protonów w miejscu ich kolizji będzie mniejsza niż 10 mikrometrów, co zwiększy liczbę zderzeń, mówi dyrektor akceleratorów i technologii w CERN, Mike Lamont. Uczony przypomina, że gdy podczas 1. kampanii naukowej odkryto bozon Higgsa, LHC pracował przy 12 odwrotnych femtobarnach. Teraz naukowcy chcą osiągnąć 280 odwrotnych femtobarnów. Odwrotny femtobarn to miara liczby zderzeń cząstek, odpowiadająca około 100 bilionom zderzeń proton-proton.
      W czasie przestoju wszystkie cztery główne urządzenia LHC poddano gruntowym remontom oraz udoskonaleniom ich systemów rejestracji i gromadzeniach danych. Dzięki temu mogą obecnie zebrać więcej informacji o wyższej jakości. Dzięki temu ATLAS i CMS powinny zarejestrować w obecnej kampanii więcej kolizji niż podczas dwóch poprzednich kampanii łącznie. Całkowicie przebudowany LHCb będzie zbierał dane 10-krotnie szybciej niż wcześniej, a możliwości gromadzenia danych przez ALICE zwiększono aż 55-krotnie.
      Dzięki tym wszystkim udoskonaleniom można będzie zwiększyć zakres badań prowadzonych za pomocą LHC. Naukowcy będą mogli badać bozon Higgsa z niedostępną wcześniej precyzją, mogą zaobserwować procesy, których wcześniej nie obserwowano, poprawią precyzję pomiarów wielu procesów, które mają fundamentalne znaczenie dla zrozumienia fizyki, asymetrii materii i antymaterii. Można będzie badać właściwości materii w ekstremalnych warunkach temperatury i gęstości, eksperci zyskają nowe możliwości poszukiwania ciemnej materii.
      Fizycy z niecierpliwością czekają na rozpoczęcie badań nad różnicami pomiędzy elektronami a mionami. Z kolei program zderzeń ciężkich jonów pozwoli na precyzyjne badanie plazmy kwarkowo-gluonowej, stanu materii, który istniał przez pierwszych 10 mikrosekund po Wielkim Wybuchu. Będziemy mogli przejść z obserwacji interesujących właściwości plazmy kwarkowo-gluonowej do fazy precyzyjnego opisu tych właściwości i powiązania ich z dynamiką ich części składowych, mówi Luciano Musa, rzecznik prasowy eksperymentu ALICE.
      Udoskonalono nie tylko cztery zasadnicze elementy LHC. Również mniejsze eksperymenty – TOTEM, LHCf, MoEDAL czy niedawno zainstalowane FASER i SND@LHC – pozwolą na badanie zjawisk opisywanych przez Model Standardowy oraz wykraczających poza niego, takich jak monopole magnetyczne, neutrina czy promieniowanie kosmiczne.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W CERN zakończono najbardziej precyzyjne w historii eksperymenty, których celem było sprawdzenie czy materia i antymateria reagują tak samo na oddziaływanie grawitacji. Trwające 1,5 roku badania z wykorzystaniem protonów i antyprotonów przeprowadzili specjaliści z eksperymentu BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment).
      Naukowcy zmierzyli stosunek ładunku do masy protonu i antyprotonu z dokładnością 16 części na bilion. To najbardziej precyzyjny ze wszystkich testów symetrii materii i antymaterii przeprowadzony na cząstkach złożonych z trzech kwarków, zwanych barionami, i ich antycząstkach, mówi Stefan Ulmer, rzecznik prasowy BASE.
      Zgodnie z Modelem Standardowym cząstki i antycząstki mogą się od siebie różnić, jednak większość właściwości, szczególnie ich masa, powinno być identycznych. Znalezienie różnicy masy pomiędzy protonami a antyprotonami lub też różnicy w ich stosunku ładunku do masy, oznaczałoby złamanie podstawowej symetrii Modelu Standardowego, symetrii CPT. Byłby to również dowód na znalezienie fizyki wykraczającej poza opisaną Modelem Standardowym.
      Istnienie takiej różnicy mogłoby doprowadzić do wyjaśnienia, dlaczego wszechświat składa się głównie z materii, mimo że podczas Wielkiego Wybuchu powinny powstać takie same ilości materii i antymaterii. Różnice pomiędzy cząstkami materii i antymaterii zgodne z Modelem Standardowym, są o rzędy wielkości zbyt małe, by wyjaśnić obserwowaną nierównowagę.
      Naukowcy z BASE wykorzystali podczas swoich pomiarów antyprotony i jony wodoru, które służyły jako ujemnie naładowane przybliżenia protonów. Umieszczono je w tzw. pułapce Penninga. Badania prowadzono pomiędzy grudniem 2017 roku a majem 2019. Później przystąpiono do opracowywania wyników, a po zakończeniu prac w najnowszym numerze Nature poinformowano o rezultatach.
      Po uwzględnieniu różnic pomiędzy jonami wodoru a protonami okazało się, że stosunek ładunku do masy protonu jest z dokładnością do 16 części na miliard identyczny ze stosunkiem ładunku do masy antyprotonu. To czterokrotnie bardziej dokładne obliczenia niż wszystko, co udało się wcześniej uzyskać, mówi Stefan Ulmer. Aby dokonać tak precyzyjnych pomiarów musieliśmy najpierw znacznie udoskonalić nasze narzędzia. Badania przeprowadziliśmy w czasie, gdy urządzenia wytwarzające antymaterię były nieczynne. Wykorzystaliśmy więc magazyn antyprotonów, w którym mogą być one przechowywane przez lata, dodaje.
      Prowadzenie eksperymentów w pułapce Penninga w czasie, gdy urządzenia wytwarzające antymaterię nie działają, pozwala na uzyskanie idealnych warunków, gdyż nie występują zakłócające badania pola magnetyczne generowane przez „fabrykę antymaterii”.
      Naukowcy z BASE nie ograniczyli się tylko do niespotykanie precyzyjnego porównania protonów i antyprotonów. Przeprowadzili też testy słabej zasady równoważności. Wynika ona z teorii względności i głosi, że zachowanie wszystkich obiektów w polu grawitacyjnym jest niezależne od ich właściwości, w tym masy. Oznacza to, że jeśli pominiemy inne siły – jak np. siłę tarcia – reakcja wszystkich obiektów na oddziaływanie grawitacji jest taka sama. Przykładem może być tutaj piórko i młotek, które w próżni powinny opadać z tym samym przyspieszeniem.
      Orbita Ziemi wokół Słońca ma kształt elipsy, co oznacza, że obiekty uwięzione w pułapce Penninga będą odczuwały niewielkie zmiany oddziaływania grawitacyjnego. Okazało się, że zarówno proton i antyproton identycznie reagują na te zmiany. Uczeni z BASE potwierdzili, że słaba zasada równoważności odnosi się zarówno do materii jak i antymaterii z dokładnością około 3 części na 100.
      Ulmer podkreśla, że uzyskana w tym eksperymencie precyzja jest podobna do założeń eksperymentu, w ramach których CERN chce badać antywodór podczas spadku swobodnego w polu grawitacyjnym Ziemi. BASE nie prowadziło eksperymentu ze swobodnym spadkiem antymaterii w polu grawitacyjnym Ziemi, ale nasze pomiary wpływu grawitacji na antymaterię barionową są co do założeń bardzo podobne do planowanego eksperymentu. To wskazuje, że w dopuszczonym zakresie niepewności nie znaleźliśmy żadnych anomalii w interakcjach pomiędzy antymaterią a grawitacją.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...