Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

CERN chce wybudować 100-kilometrowy akcelerator cząstek. Ma być 6-krotnie potężniejszy od LHC

Recommended Posts

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 Cilcular 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 miescu 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

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Nie wszyscy eksperci entuzjastycznie podchodzą do planów CERN.

Inwestycje w naukę zawsze przynoszą korzyści. Dziwne, że nie którzy naukowcy to podważają.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

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.

Nazwać tą panią fizykiem teoretycznym to tak jakby określić blogową szafiarkę projektantką mody.
Chyba że "fizyk teoretyczny" to nie był związek frazeologiczny, a  teoretyczny ma tutaj znaczenie potoczne, jak  w "państwie teoretycznym".

Widać u niej całkowite niezrozumienie podstawowych zasad rządzących nauką i badaniami podstawowymi, zwłaszcza to, że badania nie są od tego aby potwierdzać lub obalać teorie, ale aby zwiększać zakres poznania.
Do tego widać gigantyczną niechęć wobec badań które dają odpowiedzi w naiwnym sensie "negatywne" (bo "znak" zależy od parametryzacji językowej). Brak nowych cząstek to nie porażka, to bardzo ważna informacja że żadnych cząstek tam nie ma.
Widać tutaj naiwne porównanie badań naukowych do wypraw geograficznych: sukcesem jest znalezienie lądu z którego można czerpać korzyści. Tutaj sukcesem ma być znalezienie cząsteczek, o których można będzie pisać nic nie znaczące dla nauki wpisy na swoim blogu. Z punktu widzenia nauki informacja że gdzieś jest ocean jest równie wartościowa i istotna, zwłaszcza że pozwala skończyć intensywne poszukiwania.
Krytyka wobec akceleratora jest tym głupsza, że już wiadomo że te cząsteczki na pewno są, nie wiadomo tylko jak daleko.
To tak jakby krytykować wyprawę na ocean, bo nie ma gwarancji że się coś się znajdzie w sytuacji, gdy może wyrzuciło statek należący do innej cywilizacji.
Na postęp techniczny nie da się "zaczekać", znamy cywilizacje które czekały kilka tysięcy lat i się nie doczekały. Strategia przeczekania kilku generacji akceleratorów nie jest opłacalna, przy wykładniczo rosnących mocach i kosztach oszczędności są iluzoryczne gdy od nowa będzie trzeba budować kadry które wiedzą o co chodzi w tym biznesie.
 

  • Haha 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Przy okazji - co się stało z akceleratorami mionowymi? Naprawdę znowu będziemy się musieli babrać w tej hadronowej brei po upgradzie?

 

 

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wczoraj podeslano mi ten filmik, związane z tematem:

https://m.youtube.com/watch?v=raXKqIapTHU

Co o tym myślicie?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Każdy oszołom i propagator ezoteryzmu wykorzystuje te same dwa chwyty: Kopernika i odkrycie Ameryki - w celu udowodnienia że jeśli ktoś mówi coś durnego to na pewno jest odkrywcą niezrozumiałym przez ograniczoną gawiedź.
Otóż nie. Oprócz niezrozumiałego Kopernika czy Kolumba były tysiące niezrozumiałych oszołomów proponujących tysiące bzdurnych teorii. Tysiące różnych bzdetów pojawiało się w historii, potwory morskie, substancje duchowe, eter, absurdalne siły natury, sfery niebieskie, diabły na ostrzu szpilki. Wszyscy piewcy mówili że to "nowe odkrycie" a inni po prostu "tego nie rozumieją". Najgorszym przykładem takie podejścia jest "z kopnięcia piłki wynika, że spada ona lotem parabolicznym, kopnijmy piłkę jeszcze bardziej to odkryjemy na pewno coś nowego".
Tak właśnie wygląda sprawa z nowym akceleratorem. Tym razem CERN nie ma żadnych spodziewanych odkryć, to tylko mrzonka, chęć zapewnienia sobie finansowania na lata obiecując ezoteryczno-iluzoryczne "na pewno coś znajdziemy, kopnijmy tylko piłkę jeszcze bardziej". Tak się zastanawiam, kiedy CERN przestał zajmować się fizyką a zaczął uprawiać sekciarstwo?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przez moment sądziłem, że piszesz o koledze od alternatywnych światów i portali, ale się sromotnie pomyliłem ;) Od kiedy to przeszkadzają Ci oszołomy i propagatorzy ezoteryzmów wykorzystujących te same, stare chwyty i ezoteryczno-iluzoryczne mrzonki napędzane przez chęć zapewnienia sobie finansowania na lata, żeby nie napisać tysiąclecia? ;) Po za tym, nie ma co komentować. Napiszę tylko, że Kolumb się nie spodziewał odkryć Ameryki.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
3 godziny temu, Ergo Sum napisał:

Tym razem CERN nie ma żadnych spodziewanych odkryć

Albo "spodziewane", albo "odkrycie".
Do końca lat 60 jedyną "spodzianką" było to, że odkryje się "niespodzianki". Po powstaniu Modelu Standardowego "spodzianki" miały bardzo dobrze określone parametry.Teraz weszliśmy w bardzo ciekawą fazę, gdzie z jednej strony wiemy że są rzeczy do odkrycia, ale z drugiej strony przedział energii gdzie mogą się znajdować jest ogromny. Czyli z mórz greckich wypłynęliśmy najpierw na Morze Śródziemne, a teraz jesteśmy w drodze na Atlantyk.

3 godziny temu, Ergo Sum napisał:

Najgorszym przykładem takie podejścia jest "z kopnięcia piłki wynika, że spada ona lotem parabolicznym, kopnijmy piłkę jeszcze bardziej to odkryjemy na pewno coś nowego".

Jasne. To byłoby albo lot hiperboliczny albo anihilacja piłki.

3 godziny temu, Ergo Sum napisał:

chęć zapewnienia sobie finansowania na lata obiecując ezoteryczno-iluzoryczne "na pewno coś znajdziemy, kopnijmy tylko piłkę jeszcze bardziej"

1) Nie znalezienie "czegoś" też jest odkryciem. 
2) Akurat fizyka jest w momencie, że może obiecywać znalezienie wielu ciekawych rzeczy.

32 minuty temu, cyjanobakteria napisał:

Napiszę tylko, że Kolumb się nie spodziewał odkryć Ameryki.

Janszoon za to spodziewał się odkryć Australię.

3 godziny temu, Ergo Sum napisał:

Tak się zastanawiam, kiedy CERN przestał zajmować się fizyką a zaczął uprawiać sekciarstwo?

Dla laika każda działalność badawcza której nie jest w stanie osobiście zweryfikować (ogarnąć umysłowo) z powodu tzw. luki poznawczej wygląda na sekciarstwo. Nie zmienia to faktu, że znaczna część miękkich badań sekciarstwem jest.
Krytyka CERNu i obecnej fizyki pochodzi od kilku webowych celebrytów, osób zbyt słabych by zajmować się nauką w sposób konstruktywny ale wystarczająco biegłych w uprawianiu tzw. działalności pozorowanej i dostatecznie cwanych by się lansować.
Co ciekawe Sabine Hossenfelder to modelowy przykład osobowości psychopatycznej, polecam poczytać jej teksty a zwłaszcza obejrzeć filmiki z jej udziałem.
Z jakiegoś powodu psychopaci pociągają tłumy.
Nie chcę nikomu odbierać do prawa do marudzenia, ale fizyka nie musi nikomu niczego udowadniać jako dyscyplina naukowa, wystarczy zajrzeć do CV.
I trzeba mieć świadomość że znaczna część fizyków to są dokładnie ci sami ludzie którzy wiedzieli co robią 20 i 30 lat temu. Kredyt zaufania wobec fizyki powinien wystarczyć na tysiące lat.

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 godzin temu, peceed napisał:

Naprawdę znowu będziemy się musieli babrać w tej hadronowej brei po upgradzie?

Przecież nikt nie będzie tego kopał łopatą i się nie spoci. A w planowanym (żeby nie było jak z webbem) 2050r to kompy pewnie będą potrafiły przerobić dane od ręki, w realtime, dobra aż tak szybkie nie będą, ale na pewno o x razy szybsze niż dzisiaj.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minutę temu, tempik napisał:

dobra aż tak szybkie nie będą, ale na pewno o x razy szybsze niż dzisiaj.

Dennard się skończył, Moor zdycha a Amdahl ma się dobrze ;)
Gustafson zacznie się rozbijać o architekturę połączeń: wysokowymiarowe problemy będą ograniczane przez fizyczną topologię połączeń w przestrzeni 3d.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 minut temu, peceed napisał:

Dennard się skończył, Moor zdycha a Amdahl ma się dobrze ;)
Gustafson zacznie się rozbijać o architekturę połączeń: wysokowymiarowe problemy będą ograniczane przez fizyczną topologię połączeń w przestrzeni 3d.

Te wszystkie niby prawa zakładają że procesory ciągle są lutowane z tych samych tranzystorów. A przecież postęp w budowie bramek ciągle postępuje, materiały się zmieniają. Ciężko jest prognozować co będzie. Może da się całkowicie wyeliminować prąd i przejść na optykę. A może w końcu ta kwantowa rewolucja nastąpi?

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, tempik napisał:

Te wszystkie niby prawa zakładają że procesory ciągle są lutowane z tych samych tranzystorów.

Gdzie tam. Prawo Moora działało wiele lat wstecz i obejmowało też pamięci rdzeniowe i układy lampowe po odpowiednim przeformułowaniu, zatem zupełnie nie dba o to z czego i jakie są tranzystory. Prawo Dennarda częściowo działa jeśli traktuje się je jako stałą ilość energii zużywaną przez układ, a nie skalowanie częstotliwości pracy przy tym samym zużyciu energii. Gdy zmniejszalismy ranzystor (długość bramki) k-razy, to dało się go przełączać k-raza szybciej z tym samym zużyciem energii, a teraz...

2 godziny temu, tempik napisał:

A przecież postęp w budowie bramek ciągle postępuje, materiały się zmieniają

.... szybkość tranzystorów nie ma już znaczenia, opóźnienia powstają na połączeniach i to jest największy problem. Małe upakowane druciki stają się okładkami kondensatora.

2 godziny temu, tempik napisał:

Może da się całkowicie wyeliminować prąd i przejść na optykę.

Na razie nikt tego nie pokazał jeśli chodzi komputery cyfrowe. Nie wykluczam, ale wydaje mi się że więcej pokażą komputery które są w stanie wykorzystać interferencję do obliczeń. Komputery optyczne wykorzystywane w satelitach szpiegowskich już w latach 70 były miliony razy szybsze od elektroniki przy rozpoznawaniu obrazów. To w ogóle jest niesamowita sprawa że potężna część know-how i teorii jest całkowicie utajniona. Teraz różnica jest pewnie mniejsza ale po prostu nic nie wiemy jakiej wydajności można się spodziewać.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Się porobiło... Dorzucę, że jakiś/aś/eś pismak/a/o (artykuł źródłowy) widział widać nadzieję w cytowaniu pań "fizyczek" (poprawność polityczna ryje już mózgi na maksa). Wyszło jak wyszło, ale szkoda. Stawiam na Tolka Banana, czyli starych wyjadaczy (ewentualnie pryków jak ktoś woli ;)).

Na marginesie, to za stówę ciężko kupić nawet przyzwoity wibrator, a mówimy o czymś bardziej złożonym (to musi kosztować, bo to nie jest tania chińska linia produkcyjna). Tu RODZĄ się i POWSTAJĄ technologie. Oczywiście tym, którzy wolą wypróbowaną dziabkę i jazdę stąd (czyli od świtu) dotąd (czyli do zmierzchu) wszystkiego dobrego. Wujek Sekretarz trzyma kciuki.

P.S. Przy okazji nie podniecałbym się akceleratorami mionowymi, bo przykładowo MICE. Działa. Na marginesie węgierscy koledzy wskazują, że upór przy dużo mniejszych ustrojstwach też może przynosić ciekawe wnioski do przemyśleń.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      CERN udostępnił swój pierwszy publiczny Raport Środowiskowy, dotyczący m.in. emisji gazów cieplarnianych. Dowiadujemy się z niego, że w 2018 roku ta instytucja wyemitowała 223 800 ton ekwiwalentu dwutlenku węgla. To tyle co duży statek wycieczkowy.
      Z raportu dowiadujemy się, że aż 3/4 tej emisji powodują zawierające fluor gazy, używane podczas prac z wykrywaczami cząstek. CERN planuje zmniejszenie emisji.
      Obejmujący lata 2017–2018 raport sprowokował debatę zarówno wśród pracowników, jak i wśród osób z zewnątrz. Zaczęliśmy zastanawiać się, co można zrobić z tym już teraz i w jaki sposób projektować akceleratory przyszłości, mówi Frederick Bordry, dyrektor CERN ds. akceleratorów i technologii.
      Raport porusza wszelkie kwestie związane z wpływem CERN na środowisko, od emitowanego hałasu, po wpływ na bioróżnorodność, zużycie wody czy emitowane promieniowanie. Specjaliści orzekli, że to redukcja gazów cieplarnianych będzie miała największy wpływ na poprawę stanu środowiska. Inżynierowie już planują uszczelnienie miejsc wycieków w LHC i zoptymalizowanie systemu cyrkulacji gazu. Docelowo chcą, żeby w roli chłodziwa czujników gazy zawierające fluor zostały zastąpione przez dwutlenek węgla, który ma kilka tysięcy razy mniejszy potencjał cieplarniany. Gdy budowaliśmy Wielki Zderzacz Hadronów, nie docenialiśmy potencjału cieplarnianego tych gazów. Naszym głównym zmartwieniem była dziura ozonowa, mówi Bordry. Na razie CERN chce obniżyć swoją bezpośrednią emisję gazów cieplarnianych o 28% do roku 2024.
      Raport uwzględnia też pośrednią emisję generowaną przez CERN. Laboratorium zużywa bowiem tyle energii elektrycznej co niewielkie miasteczko. Zakładamy w LHC systemy odzyskiwania energii. Jesteśmy pionierami wykorzystania nadprzewodnictwa na duża skalę, co może zwiększyć efektywność sieci energetycznych.
      Jak jednak zauważają specjaliści, znacznie lepiej jest emitować gazy cieplarniane w celu dokonywania odkryć naukowych, niż w innych celach. Postęp naukowy jest bardzo ważny i trudno znaleźć ważniejszą instytucję naukową niż CERN. Osobiście wolę, byśmy emitowali gazy cieplarniane pracując w CERN niż lecąc samolotem do Pragi, by się upić na weekend, mówi John Barrett, z Sustainability Research Institute.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjaliści z Niemieckiego Synchrotronu Elektronowego (DESY – Deutsches Elektronen-Synchrotron) i Uniwesytetu w Hamburgu osiągnęli ważny krok milowy na drodze do stworzenia akceleratora cząstek przyszłości. Po raz pierwszy w historii laserowy akcelerator plazmowy pracował bez przerwy dłużej niż przez dobę. Urządzenie LUX było uruchomione przez 30 godzin.
      To przybliża nas do momentu, gdy ten innowacyjny akcelerator cząstek będzie mógł pracować w trybie ciągłym. Najwyższy czas, by technologia ta wyszła z laboratorium i znalazła zastosowanie w praktyce, mówi dyrektor Wydziału Akceleratora w DESY, Wim Leemans. Przed kilku laty brał on udział w stworzeniu w USA wyjątkowego lasera BELLA.
      Fizycy mają nadzieję, że technologia laserowych akceleratorów plazmowych pozwoli na budowę kompaktowych akceleratorów o unikatowych właściwościach, które znajdą liczne zastosowania. W technologii tej impuls laserowy tworzy falę plazmy w cienkim zbiorniku kapilarnym. Plazma to gaz, którego molekuły zostały pozbawione elektronów. W LUX gazem tym jest wodór.
      Impulsy lasera żłobią sobie drogę w gazie, pozbawiając molekuły wodoru elektronów i usuwając je na bok. Wzbudzone impulsem światła elektrony uzyskują dużą energię i są niesione przez dodatnio naładowaną falę plazmy przed nimi, wyjaśnia Andreas Maier, który stał na czele grupy badawczej DESY.
      Technika ta pozwala na uzyskanie nawet 1000-krotnie większych przyspieszeń cząstek niż za pomocą najpotężniejszych tradycyjnych akceleratorów. Można więc przyspieszać je do olbrzymich prędkości na krótkich odcinkach. A to oznacza, że laserowe akceleratory plazmowe mogą być potężnymi kompaktowymi urządzeniami, które znajdą zastosowanie zarówno w naukach podstawowych jak i w medycynie.
      Technika wymaga jeszcze dopracowania i przed naukowcami jest sporo problemów technicznych do rozwiązania. Teraz, gdy możemy uruchamiać nasze wiązki przez dłuższy czas, łatwiej nam będzie rozwiązać te problemy, dodaje Maier.
      Podczas rekordowo długiej pracy naukowcom udało się uzyskać ponad 100 000 wiązek elektronów. Wiązka była generowana w mniej niż sekundę. Dzięki temu zdobyto olbrzymie ilości danych dotyczących pracy akceleratora. Teraz możemy na przykład precyzyjnie zidentyfikować, w którym miejscu lasera generowane są niepożądane fluktuacje wiązki. Wiemy więc, gdzie zacząć prace nad poprawą jej jakości. To zaś podstawa do opracowania aktywnych technik stabilizacji wiązki, podobnych do tych, jakie są wykorzystywane w tradycyjnych wielkich akceleratorach, stwierdza Leemans.
      Naukowcy mówią, że ich system już teraz mógłby pracować dłużej niż 30 godzin, ale celowo zatrzymali go po 30 godzinach. Po pierwszym takim udanym eksperymencie powtarzali go jeszcze trzykrotnie. To dowodzi, że laserowe akceleratory plazmowe mogą generować powtarzalny i kontrolowalny impuls. To pozwala na dalszy rozwój tej technologii, podsumowuje Leemans. O szczegółach można przeczytać na łamach Physical Review X.
      Zainteresowanie laserowymi akceleratorami plazmowymi szybko rośnie. Niedawno informowaliśmy, że europejskie konsorcjum EuPRAXIA chce zbudować praktyczny akcelerator plazmowy. Obecnie na świecie istnieje około 20 takich prototypowych urządzeń.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy pracujący przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) poinformowali o nowym sposobie używania tego niezwykłego urządzenia badawczego. Eksperyment ATLAS zaobserwował pierwsze zderzenie fotonów, w wyniku którego powstała para bozonów W, będących nośnikami oddziaływań słabych. Okazuje się zatem, że LHC można wykorzystywać też do bezpośrednich badań oddziaływań słabych. Obserwacje potwierdzają jedno z najważniejszych przewidywań teorii dotyczących tych oddziaływań – ich nośniki mogą oddziaływać ze sobą.
      Klasyczna elektrodynamika mówi, że dwa przecinające się promienie światła nie odbiją się od siebie, nie będą się absorbowały lub nawzajem niszczyły. Jednak elektrodynamika kwantowa dopuszcza interakcje pomiędzy fotonami.
      Nie są to pierwsze badania fotonów przeprowadzone przy użyciu LHC. Obserwowano rozpraszanie światła przez światło, kiedy to pary fotonów wchodziły w interakcje tworząc inną parę fotonów. W eksperymencie ATLAS zdobyto pierwsze bezpośrednie dowody takiego rozpraszania.
      Podczas nowych eksperymentów badano zupełnie inne zjawisko. W wyniku interakcji pomiędzy dwoma fotonami pojawiły się dwa bozony W o przeciwnych ładunkach elektrycznych. Już kilka lat temu uzyskano pierwsze wskazówki, że zjawisko takie zachodzi. Potrzeba było jednak więcej danych, by je potwierdzić. Teraz naukowcy zyskali pewność. Wynosi ona bowiem 8,4 sigma, a o odkryciu mówi się już przy poziomie 5 sigma.
      W centralnym detektorze były widoczne tylko produktu rozpadu dwóch bozonów W, elektron i mion. Co prawda pary bozonów W powstają też – i to znacznie częściej – w wyniku interakcji pomiędzy kwarkami i gluonami w zderzających się protonach, jednak w takim przypadku widoczne są jeszcze inne sygnały niż gdy powstają one w wyniku zderzeń fotonów.
      Nowe badania potwierdziły, że bozony cechowania – bozony W, Z i fotony – również wchodzą ze sobą w interakacje. Ich badanie może stać się nowym sposobem testowania Modelu Standardowego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      CERN informuje, że eksperymenty ATLAS i CMS zdobyły pierwsze dowody wskazujące, że bozon Higgsa rozpada się na dwa miony. Mion to cięższa kopia elektronu, jednej z podstawowych cząstek, z których zbudowany jest cała materia. O ile jednak elektrony są cząstkami pierwszej generacji, to miony należą do generacji drugiej. Rozpad bozonu Higgsa do mionów to rzadkie zjawisko, zachodzące w 1 na 5000 rozpadów. To ważne odkrycie, gdyż wskazuje, że bozon Higgsa wchodzi w interakcje z cząstkami drugiej generacji.
      Według Modelu Standardowego cała materia zbudowana jest z fermionów. Jest ich 12 i dzielą się na 6 kwarków i 6 leptonów. Otaczającą nas materię trwałą tworzą cząstki pierwszej generacji: elektron, neutrino elektronowe, kwark dolny i kwark górny. Druga generacja cząstek to mion, neutrino mionowe, kwark dziwny i kwark powabny. Istnieje jeszcze trzecia generacja fermionów (taon, neutrino taonowe, kwark spodni i kwark szczytowy) oraz 4 bozony cechowania przenoszące oddziaływania i bozon Higgsa, nadający masę cząstkom, z którymi oddziałuje.
      Bozon Higgsa jest przedmiotem intensywnych badań od czasu jego wykrycia w 2012 roku. Jego znalezienie było głównym zadaniem Wielkiego Zderzacza Hadronów. Jedną z podstawowych metod badań jest obserwacja jego rozpadu. Eksperyment CMS wykazał, że bozon Higgsa rozpada się na dwa miony a prawdopodobieństwo takiego wydarzenia wynosi 3 sigma. Oznacza to, że jeśli taki rozpad nie istnieje, to pojawienie się takich danych w CMS wynosi mniej niż 1:700. Z kolei ATLAS wskazał na istnienie rozpadu Higgsa do dwóch mionów z prawdopodobieństwem 2 sigma. Tutaj szanse na otrzymanie fałszywego sygnału to 1:40. Razem z pewnością znacznie przekraczającą 3 sigma można mówić o istnieniu opisanego mechanizmu. Odkrycie ogłasza się przy 5 sigma.
      Wydaje się, że bozon Higgsa wchodzi w interakcje z cząstkami elementarnymi drugiej generacji w sposób zgodny z Modelem Standardowym. Podczas kolejnej kampanii badawczej będziemy uściślali te wyniki, mówi Roberto Carlin, rzecznik prasowy CMS.
      Bozon Higgsa to kwantowa manifestacja pola Higgsa, które nadaje masę cząstkom elementarnym. Mierząc tempo rozpadu bozonu Higgsa w różne cząstki fizycy mogą obliczyć siłę ich interakcji z polem Higgsa. Im szybszy rozpad, tym silniejsze interakcje.
      Dotychczas Wielki Zderzacz Hadronów wykazał, że bozon Higgsa rozpada się w różne bozony, jak W i Z czy cięższe fermiony, jak leptony tau. Zmierzono też interakcje z najcięższymi kwarkami, górnym i spodnim. Miony są znacznie lżejsze, więc słabiej reagują z polem Higgsa.
      Pomiary bozonu Higgsa osiągnęły wyższy poziom precyzji, dzięki czemu możemy badać rzadsze sposoby rozpadu, mówi Karl Jakobs, rzecznik prasowy eksperymentu ATLAS.
      Poważnym problemem w prowadzeniu opisywanych tutaj badań jest fakt, że na każdy bozon Higgsa rozpadający się na dwa miony przypadają tysiące par mionów powstających w wyniku innych procesów. Charakterystyczną sygnaturą bozonu Higgsa po rozpadzie do mionów jest niewielki nadmiar mas par mionów przy energii 125 GeV, czyli masie bozonu Higgsa. Wyizolowanie tego rozpadu nie jest łatwe. By to zrobić naukowcy musieli mierzyć energię, pęd oraz moment pędu mionów.
      Specjaliści spodziewają się, że dzięki kolejnym kampaniom badawczym oraz wykorzystaniu w przyszłości High-Luminosity LHC można będzie mówić o osiągnięciu pewności (5 sigma) i odkryciu, że bozon Higgsa rozpada się do mionów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Japoński akcelerator cząstek SuperKEKB pobił światowy rekord jasności. Pracujący przy nim naukowcy obiecują, że to dopiero początek. W ciągu najbliższych lat chcą zwiększyć jasność urządzenia aż 40-krotnie, co ma pozwolić zarówno na odkrycie ciemnej materii, jak i wyjście z fizyką poza Model Standardowy. Mamy nadzieję, że akcelerator pozwoli nam wykryć ciemną materię – o ile ona istnieje – i badać ją w niedostępny obecnie sposób, mówi profesor Kay Kinoshita z University of Cincinnati.
      Jasność akceleratora to liczba kolizji, która w nim zachodzi. Podczas tych zderzeń powstają nowe cząstki. Im więc więcej zderzeń, tym więcej cząstek, więcej danych i większa szansa n a zarejestrowanie czegoś nowego.
      SuperKEKB zderza pozytony i elektrony przyspieszane w 3-kilometrowym tunelu. Akcelerator został uruchomiony w 2018 roku i naukowcy ciągle pracują nad zwiększaniem jego jasności. Profesor Alan Schwartz i jego studenci z University of Cincinnati zaprojektowali i zbudowali jeden z detektorów akceleratora. To krok milowy w projektowaniu akceleratorów. SuperKEKB wykorzystuje architekturę tzw. „nano strumieni”. W technice tej strumienie cząstek są ściskane wzdłuż osi pionowej, dzięki czemu są bardzo cienkie, wyjaśnia Schwartz. To pierwszy na świecie akcelerator, który korzysta z tej techniki.
      Ze względu na rozmiary cząstek, szansa, że dojdzie do zderzenia, jest niewielka. Im bardziej ściśnięty strumień, tym większe zagęszczenie cząstek i tym większe prawdopodobieństwo zderzeń. Obecnie wysokość wiązki w punkcie zderzenia wynosi 220 nanometrów. W przyszłości ma to być zaledwie 50 manometrów, czyli około 1/1000 grubości ludzkiego włosa.
      Profesor Kay Kinoshita poświęciła całą swoją naukową karierę zagadnieniu zwiększania jasności akceleratorów. Uczona pracuje nad tym zagadnieniem od 1982 roku. To bardzo interesujące, gdyż jest bardzo wymagające. Wiesz, że robisz coś, czego nikt nigdy nie zrobił, mówi.
      Poprzednik SuperKEKB, akcelerator KEKB, który działał w latach 1999–2010 w KEK (Organizacja Badań nad Akceleratorami Wysokich Energii), również był światowym rekordzistą. Urządzenie pracowało z jasnością 2,11x1034 cm-2s-1. Dopiero w 2018 roku rekord ten został pobity przez Wielki Zderzacz Hadronów, który osiągnął jasność 2,14x1034 cm-2s-1. Rekord LHC nie utrzymał się długo, dnia 15 czerwca 2020 roku SuperKEKB osiągnął jasność 2,22x1034 cm-2s-1. Już tydzień później, 21 czerwca naukowcy poinformowali o nowym rekordzie. Teraz SuperKEKB pracuje z jasnością wynoszącą 2,40x1034 cm-2s-1.
      W ciągu najbliższych lat jasność SuperKEKB ma wzrosnąć 40-krotnie. Docelowo ma ona wynieść 8x1035 cm-2s-1.
      Sukces SuperKEKB to sukces międzynarodowej współpracy. Nadprzewodzące magnesy, które ostatecznie skupiają strumienie cząstek zostały zbudowane we współpracy z amerykańskimi Brookhaven National Laboratory oraz Fermi National Accelerator Laboratory. Systemy monitorowania kolizji to dzieło SLAC National Accelerator Laboratory i University of Hawaii. Naukowcy ze Szwajcarii (CERN), Francji (IJCLab), Chin (IHEP) i USA (SLAC) biorą udział w pracach i badaniach, w których wykorzystywany jest akcelerator. Wykorzystujący diament system monitorowania promieniowania oraz system przerywania wiązki to dzieło włoskich Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej oraz Uniwersytetu w Trieście, a system monitorowania jasności powstał w Rosji.
      Wiązki elektronów i pozytonów rozpędzane w SuperKEKB zderzają się w centrum detektora Belle II, który opisywaliśmy przed 2 laty. To niezwykłe urządzenie zostało zbudowane przez grupę 1000 fizyków i inżynierów ze 119 uczelni z 26 krajów świata. I to właśnie wewnątrz Belle II naukowcy mają nadzieję znaleść ciemną materię i rozpocząć badania jej właściwości.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...