Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Uruchomiono Wielki Zderzacz Hadronów

Recommended Posts

Pod ziemią, przy granicy francusko-szwajcarskiej uruchomiono największy akcelerator cząstek na świecie - Wielki Zderzacz Hadronów. Dzięki niemu uczeni chcą odpowiedzieć na wiele podstawowych pytań dotyczących materii i Wszechświata.

Zanim jednak do tego dojdzie, zapoznajmy się z kilkoma ciekawostkami dotyczącymi LHC, a później polecamy przeczytanie naszego artykułu na temat Zderzacza.

Gdy kopano długi na 27 kilometrów tunel, w których obecnie mieści się akcelerator, jego oba końce spotkały się w określonym punkcie z dokładnością do 1 centymetra.

Każdy z niobowo-tytanowych kabli tworzących uzwojenie niezwykłych magnesów LHC składa się z 6400 kabelków o grubości zaledwie 0,007 milimetra.

Protony wykorzystywane w LHC pozyskiwane są z wodoru. Każdego dnia akcelerator korzysta zaledwie z 2 nanogramów tego pierwiastka.

Wewnątrz rur, którymi biegną wiązki panuje ciśnienie dziesięciokrotnie mniejsze niż na powierzchni Księżyca.

Każdego roku w LHC powstanie tak olbrzymia ilość danych, że do ich zapisania trzeba by zużyć 100 000 płyt DVD.

Wiązki protonów przyspieszane w Wielkim Zderzaczu Hadronów będą miały energię porównywalną z energią 400-tonowego pociągu pędzącego z prędkością 150 kilometrów na godzinę. Taka ilość energii wystarczy, by stopić 500 kilogramów miedzi.

Niezwykłe urządzenie, jakim jest LHC może potwierdzić wiele obecnych teorii fizycznych. Może też je obalić, a wówczas uczeni będą musieli szukać innych wyjaśnień budowy materii i kosmosu.

Zapraszamy też do zapoznania się z artykułem na temat Wielkiego Zderzacza Hadronów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Może wytworzą pierwiastek z którego powstał uran czy tor albo jakiś super magnetyk (taki odpowiednik żelaza tyle że cięższy i zrobi sie z niego drugi księżyc) . 8)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z niecierpliwością czekam na wyniki badań. Zapowiada się fascynujące odkrycia. A ile tam Nobli dostaną ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

A dla tych, co obawiają się, że LHC zapoczątkuje koniec ludzkości (i nie tylko ;) ), polecam na bieżąco aktualizowaną stronę z aktualnym stanem sytuacji :( www.HasTheLargeHadronColliderDestroyedTheWorldYet.com

 

EDIT:

Polecam także ładne zdjęcia w dobrej rozdzielczości: http://www.boston.com/bigpicture/2008/08/the_large_hadron_collider.html

 

I mam takie małe, teoretyczne pytanie - coś, co rozważam z kolegą i nie jesteśmy w stanie dojść do porozumienia. Co by się stało z człowiekiem, w ciało którego uderzyłaby rozpędzona wiązka protonów? :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Samym akceleratorem LHC nie ma co się aż tak podniecać, najważniejsze i tak są precyzyjnie skalibrowane detektory i ta specjalnie opracowana na potrzeby tego projektu sieć informatyczna. Poza tym LHC nie byłby aż tak mocny (2*7TeV), gdyby powstał SSC (Superconducting Super Collider) w USA o mocy 2*20TeV, nad którym prace zarzucono z uwagi na zbyt wysokie koszty (LHC powstał w istniejącym już tunelu LEP).

 

Zaś dla tych wyrażających obawy o to, że LHC może stworzyć osobliwość w stylu czarnej dziury czy jakieś dziwadełko: http://hasthelargehadroncolliderdestroyedtheworldyet.com/ ;) (polecam zajrzenie w komentarz w kodzie stronki ;])

 

edit: Uch, widzę, że nie zdązyłem z linkiem :]

Share this post


Link to post
Share on other sites

Heh, dobra stronka ;D AntyCERN'owska propaganda przybrała na sile, na youtube pojawiły sie filmiki (np. powstaje czarna dziura i pochłania całą Ziemię...).

;D

 

Chyba że Hawking się mylił i czarne dziury nie parują ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Miałem napisać dokładnie to samo ;) Z jednej strony głupoty głoszone przez media, z drugiej łatwowierność dziewczyny. Szkoda.

Share this post


Link to post
Share on other sites
I mam takie małe, teoretyczne pytanie - coś, co rozważam z kolegą i nie jesteśmy w stanie dojść do porozumienia. Co by się stało z człowiekiem, w ciało którego uderzyłaby rozpędzona wiązka protonów?

 

To zależy ile tych protonów w (kilogramach) ;D  Proton to dodatni jon wodoru zostałby wyhamowany trochę głębiej niż cząstka alfa .

 

Ciekawostka: na sek. 5 mionów (z kosmosu) (masa 200 elektronów) przestrzeliwuje ci głowę na wylot czy coś czujesz?? nie?? to dobrze, bo gdybyś takiego gościa zatrzymał to jego pęd (dwie płytki chodnikowe ) urwała by ci głowę  ;D

 

http://pl.wikipedia.org/wiki/Wielki_p%C4%99k_atmosferyczny

 

Pytanie : dlaczego moja karma nie jest 0 ??.

Share this post


Link to post
Share on other sites

moze sie wydac zabawne ale: tak sobie liczylem ile ten proton przybedize na masie w wyniku predkosci relatywistycznych i wyszlo ze 664 z malym hakiem , prawie jak 666 zreszta przy pewnych niedociaglosciach pomiarowych pewnie i bedzie to 666.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pojawiła się już pierwsza "ofiara LHC"

 

Jednostki depresyjne i samobójcze same wyszukują informacji odnoszących się względem siebie. Podobne zjawisko działa, kiedy jedna osoba popełni samobójstwo i pokażą to w telewizji - od tego momentu można przez krótki czas obserwować wzrost samobójstw. Myślę, że problem tkwi w złej interpretacji świata, która w tym aspekcie została zakłócona na poziomie homrmonalnym i neurotransmiterów.

 

Uruchomienie LHC dla zdrowego człowieka oznacza potencjalne odatajnienie tajemnic nurtujących ludzi i weryfikację teorii, których nie sposób inaczej sprawdzić. Oznacza wreszcie zrozumienie coraz większej ilości informacji.

Wczoraj w CERN live odpowiadali na ogromną ilość pytań. Łatwo było załważyć, że mają ogromne nadzieje na poznanie odpowiedzi wieeelu pytań. Obserwujmy niedługo efekty.

Share this post


Link to post
Share on other sites

strasznie mi sie podoba jak ktoś naczyta się fantastyki naukowej o rurkach i twierdzi że zjadł wszystkie rozumy, ja wiem lepiej niż największe mózgi na świecie i nie czarnych dziur nie ma, eh

Share this post


Link to post
Share on other sites

Na szczęście dzięki fluktuacjom kwantowym czarne dziury parują - według obliczeń ponoć w czasie proporcjonalnym do M^3 - czyli takie mikroskopowe natychmiast...

 

Swoją drogą to może podobnie jest np. z anihilacją: taki elektron i pozyton się przyciągają, tworzą mikrodziurę, a te dwa fotony które obserwujemy to po prostu coś w stylu promieniowania Hawkinga?

Share this post


Link to post
Share on other sites
strasznie mi sie podoba jak ktoś naczyta się fantastyki naukowej o rurkach

 

Rurki Croksa istnieją 100lat i są elementarną podstawą elkroniki w orużnieniu od fikcji czarno dziurowej. 8)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Rurki Croksa istnieją 100lat i są elementarną podstawą elkroniki w orużnieniu od fikcji czarno dziurowej. 8)

 

jak juz 'Crookesa', nie mam pytan jak poprawnie nie umiesz nawet jego nazwiska napisac.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja tam nie jestem żadnym naukowcem i w tym wszystkim za bardzo się nie orientuję. Jednak wiadomości podawane w mediach wydają mi się dosyć niepokojące. Z tego, jak to odebrałem, to idea eksperymentu jest mniej wiecej taka: "zderzymy ze sobą protony poruszające się z prędkością światła i... zobaczymy co się stanie". Czy tak powinno się pracować nad tak kosztownymi i być może niebezpiecznymi badaniami? Wielu naukowców liczy na odkrycie jakichś nowych nieznanych cząsteczek. Wczoraj czytałem, że Stephen Hawking zakłada się, że do niczego takiego nie dojdzie. Podobno ten eksperyment ma symulować sytuację powstania Wszechświata. Zgodnie z obowiązującą teorią Wielki Wybuch powstał z jednego punktu. Czy tutaj ma dojść do Wielkiego Wybuchu w "probówce"? Czy naukowcy myślą, że są już w stanie kontrolować takie siły? Pewnie bomba atomowa była dla kogoś za mała?

Mam jednak nadzieję, że mocno się mylę co do tego wszystkiego z powodu niedoinformowania. Jak powiedziałem nie jestem naukowcem, tak jak i dziennikarze relacjonujący sprawę i może dlatego stąd ta cała wrzawa.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przede wszystkim: to nie jest tak, że ktoś sobie zbudował akcelerator i "zobaczymy, jak będzie". Są przecież różne hipotezy i pomysły na to, co może się stać, ale trzeba potwierdzić którąś z nich i odrzucić pozostałe. Jak to zrobić, jeśli nie doświadczalnie? Ja nie mam pomysłu.

 

Poza tym, na moje spojrzenie, zasada zachowania energii raczej nie pozwala na to, żeby powstały nie wiadomo jakie siły. Jeżeli poruszające się protony mają energię pozwalającą na stopienie 500 kg miedzi, to mało prawdopodobne jest, by wygenerować znikąd większą energię. No, może dojść teoretycznei do anihilacji i konwersji w masy w energię cieplną, ale to też nie będzie energia zdolna do unicestwienia ludzkości. Moim zdaniem, choć nie jestem przekonany co do słuszności ponoszenia tak ogromnych kosztów, nie ma się czego bać. Idioci nad tym nie siedzą.

Share this post


Link to post
Share on other sites
napisac

 

Przeczytałeś coś więcej czy tylko google ci podpowiedziało co chciałeś wyszukać?? 8)

 

Jeżeli poruszające się protony mają energię pozwalającą na stopienie 500 kg miedzi

 

A ile lodu ??

Share this post


Link to post
Share on other sites

w tym akceleratorze będą powstawać cząstki wielkosci 10-18metra, natomiast wielki wybuch to rozmiary rzędu 10-33 cm! energia pojedynczego protonu rozpędzonego do prędkości bliskiej prędkości światła będzie porównywalna z energią kinetyczną lecącego komara! bezwzględnie nie jest to wysoka energia, tu chodzi o gęstość tej energii jednak mimo wszystko nie wdając się w szczegóły żadnej katastrofy raczej nie będzie! :)

 

pozdro ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites
energia pojedynczego protonu rozpędzonego do prędkości bliskiej prędkości światła będzie porównywalna z energią kinetyczną lecącego komara!

No, nie do końca. Napisano powyżej, że energia ta odpowiada energii rozpędzonego pociągu i wystarczyłoby na stopienie 500 kg miedzi. To z kolei nie tak znowu mało ;) Ale raczej nie wygląda na to, żeby powstała tam czarna dziura.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A z jakiej przyczyny miałaby powstać czarna dziura? Tylko z tego faktu, że będzie dużo energii? Tak intuicyjnie wydaje mi się, że powstawanie czarnej dziury to bardziej długotrwały proces i niż jakieś ułamki sekund i o wiele więcej masy biorącej w tym udział

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja nie wiem, z jakiej przyczyny, i nikt dotąd nie podał rozsądnego, merytorycznego uzasadnienia ;D Jedyna przesłanka to to, że robimy coś nowego i "nie wiadomo".

 

Aż strach podnosić się z łóżka - nigdy wcześniej nie wstawało się tego dnia i może się komuś z tego powodu otworzyć zapadnia w podłodze ;D

Share this post


Link to post
Share on other sites
;) Bez sensu, więc dlaczego czarne dziury? Założę się, że we wszechświecie istnieje o wiele więcej równie niebezpiecznych zjawisk.

Share this post


Link to post
Share on other sites

co wy macie z tymi czarnymi dziurami? nie wiem kto wprowadził takie zamieszanie, ale aby stworzyć wszechświat czy też czarną dziurę potrzebna jest energia setki milionów razy większa niż wszystka energia jaką potrafimy wytworzyć w jednym momencie na całej planecie!

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
      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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jedną z największych tajemnic fizyki jądrowej jest odpowiedź na pytanie, dlaczego wszechświat jest zbudowany z takich a nie innych pierwiastków. Dlaczego nie z innych? Naukowców szczególnie interesują procesy fizyczne stojące u podstaw powstania ciężkich pierwiastków, jak złoto, platyna czy uran. Obecnie uważa się, że powstają one podczas łączenia się gwiazd neutronowych oraz eksplozji gwiazd.
      W Argonne National Laboratory opracowano nowe techniki badania natury i pochodzenia ciężkich pierwiastków, a uczeni z Argonne stanęli na czele międzynarodowej grupy badawczej, która prowadzi w CERN eksperymenty mające dać nam wgląd w procesy powstawania egzotycznych jąder i opracowani modeli tego, co dzieje się w gwiazdach i wydarzeń we wczesnym wszechświecie.
      Nie możemy sięgnąć do wnętrza supernowych, więc musimy stworzyć na Ziemi ekstremalne warunki, jakie w nich panują i badać reakcje, jakie tam zachodzą, stwierdził fizyk Ben Kay z Argonne National Laboratory i główny autor najnowszych badań.
      Uczonym biorącym udział w projekcie udało się – jako pierwszym w historii – zaobserwować strukturę jądra o mniejszej liczbie protonów niż w jądrze ołowiu i o liczbie neutronów przekraczających 126. To jedna z liczb magicznych fizyki jądrowej. Liczba magiczne dla protonów i neutronów wynoszą m.in. 8, 20, 28, 50 i 126. To wartości kanoniczne. Fizycy wiedzą, że jądra atomów o takich wartościach charakteryzują się zwiększoną stabilnością. Jądra o liczbie neutronów powyżej 126 są słabo zbadane, gdyż trudno je uzyskać. Wiedza o ich zachowaniu jest kluczowa dla zrozumienia procesu wychwytu neutronu (proces r), w wyniku którego powstaje wiele ciężkich pierwiastków.
      Obecnie obowiązujące teorie przewidują, że proces r zachodzi w gwiazdach. W tych bogatych w neutrony środowiskach jądra atomowe mogą rosnąć wychwytując neutrony i tworząc cięższe pierwiastki. Proces ten jest na tyle szybki, że nowe cięższe pierwiastki tworzą się zanim jeszcze dojdzie do rozpadu.
      Twórcy eksperymentu skupili się na izotopie rtęci 207Hg. Jego badanie może bowiem rzucić światło na ich bezpośrednich sąsiadów, jądra bezpośrednio zaangażowane w proces r. Naukowcy najpierw wykorzystali infrastrukturę HIE-ISOLDE w CERN. Wysokoenergetyczny strumień protonów skierowali na roztopiony ołów. W wyniku kolizji powstały setki egzotycznych radioaktywnych izotopów. Odseparowali z nich 206Hg i w akceleratorze HIE-ISOLDE wytworzyli strumień jąder o najwyższej osiągniętej tam energii. Strumień skierowali na deuter znajdujący się w ISOLDE Solenoidal Spectrometer.
      Żadne inne urządzenie na świecie nie jest w stanie wytworzyć strumienia jąder rtęci o tej masie i nadać mu takiej energii. To w połączeniu z wyjątkową rozdzielczością ISS pozwolió nam na przeprowadzenie pierwszych w historii obserwacji stanów wzbudzonych 207Hg, mówi Kay.  Dzięki ISS naukowcy mogli więc obserwować, jak jądra 206Hg przechwyciły neutron stając się 207Hg.
      Deuter to ciężki izotop wodoru. Zawiera proton i neutron. Gdy 206Hg przechwytuje z niego neutron, dochodzi do odrzutu protonu. Emitowane w tym procesie protony trafiają do detektora w ISS, a ich pozycja i energia zdradzają kluczowe informacje o strukturze jądra. Informacje te mają bardzo duży wpływ na proces r i uzyskane w ten sposób dane pozwalają na przeprowadzenie istotnych obliczeń.
      ISS korzysta z pionierskiej koncepcji opracowanej przez Johna Schiffera z Argonne National Laboratory. Na podstawie jego pomysłu zbudowano w Argone urządzenie HELIOS. Pozwoliło ono na badanie właściwości jąder atomowych, których wcześniej nie można było badać. HELIOS stał się inspiracją do zbudowania w CERN-ie ISS. Urządzenie to pracuje od 2008 roku i uzupełnia możliwości HELIOS.
      Przez ostatnich 100 lat fizycy mogli zbierać informacje o jądrach atomowych dzięki bombardowaniu ciężkich jąder lekkimi jonami. Jednak reakcja przeprowadzana w drugą stronę, gdy ciężkie jądra uderzały w lekkie cele, prowadziła do pojawiania się wielu zakłóceń, które trudno było wyeliminować. Udało się to dopiero za pomocą HELIOS.
      Gdy ciężka kula uderza w lekki cel dochodzi do zmiany kinematyki i uzyskane w ten sposób spektra są skompresowane. John Schiffer zauważył, że gdy do takiej kolizji dochodzi wewnątrz magnesu, wyemitowane w jej wyniku protony wędrują po spiralnym torze w kierunku detektora. Opracował pewną matematyczną sztuczkę, która opisuje tę kinematyczna kompresję, otrzymujemy więc zdekompresowane spektrum, z którego możemy wnioskować o strukturze jądrowej, wyjaśnia Kay.
      Pierwsze analizy uzyskanych danych potwierdziły prawdziwość przewidywań teoretycznych. Naukowcy planują zatem kolejne eksperymenty, podczas których chcą wykorzystać inne jądra z obszaru 207Hg.
      Ze szczegółami badań zapoznamy się na łamach Physical Review Letters.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda i SLAC National Accelerator Laboratory stworzyli pierwszy na świecie akcelerator cząstek na chipie. Za pomocą podczerwonego lasera na długości ułamka średnicy ludzkiego włosa można cząstkom nadać energię, którą  mikrofale nadają im na przestrzeni wielu metrów.
      Akcelerator na chipie to prototyp, ale profesor Jelena Vuckovic, która kierowała zespołem badawczym, mówi, że zarówno projekt jak i techniki produkcyjne, można skalować tak, by uzyskać strumienie cząstek o energiach wystarczających do prowadzenia zaawansowanych eksperymentów chemicznych, biologicznych czy z nauk materiałowych. Akcelerator na chipie przyda się wszędzie tam, gdzie nie są wymagane najwyższe dostępne energie.
      Największe akceleratory są jak potężne teleskopy. Na świecie jest ich tylko kilka i naukowcy muszą przyjeżdżać do takich miejsc jak SLAC by prowadzić eksperymenty. Chcemy zminiaturyzować technologię akceleratorów, by stała się ona bardziej dostępnym narzędziem naukowym, wyjaśnia.
      Uczeni porównują swoje osiągnięcie do przejścia od potężnych mainframe'ów do posiadających mniejszą moc obliczeniową, ale wciąż użytecznych, pecetów. Fizyk Robert Byer mówi, że technologia accelerator-on-a-chip może doprowadzić do rozwoju nowych metod radioterapii nowotworów. Obecnie maszyny do radioterapii do wielkie urządzenia emitujące promieniowanie na tyle silne, że może ono szkodzić zdrowym tkankom. W naszym artykule stwierdzamy, że może być możliwe skierowanie strumienia cząstek precyzyjnie na guza, bez szkodzenia zdrowym tkankom, mówi uczony.
      Za każdym razem, gdy laser emituje impuls – a robi to 100 000 razy na sekundę – fotony uderzają w elektrony i je przyspieszają. Wszystko to ma miejsce na przestrzeni krótszej niż średnica ludzkiego włosa.
      Celem grupy Vukovic jest przyspieszenie elektronów do 94% prędkości światła, czyli nadanie im energii rzędu 1 MeV (milion elektronowoltów). W ten sposób otrzymamy przepływ cząstek o energii na tyle dużej, że będzie je można wykorzystać w medycynie czy badaniach naukowych.
      Stworzony obecnie prototyp układu zawiera 1 kanał przyspieszający. Do nadania energii 1 MeV potrzebnych będzie tysiąc takich kanałów. I, wbrew pozorom, będzie to prostsze niż się wydaje. Jako, że mamy tutaj w pełni zintegrowany układ scalony, znajdują się już w nim wszystkie elementy potrzebne do wykonania zadania. Vukovic twierdzi że do końca bieżącego roku powstanie chip w którym elektrony zyskają energię 1 MeV. Będzie on miał długość około 2,5 centymetra.
      Inżynier Olav Solgaard nie czeka na ukończenie prac nad chipem. Już teraz zastanawia się nad wykorzystaniem go w onkologii. Obecnie wysokoenergetyczne elektrony nie są używane w radioterapii, gdyż doprowadziłyby do oparzeń skóry. Dlatego też Solgaard pracuje rodzajem lampy elektronowej, którą wprowadzałoby się chirurgicznie w pobliże guza i traktowało chorą tkankę strumieniem elektronów generowanych przez akcelerator na chipie.
      Warto w tym miejscu przypomnieć o rewolucyjnym laserze BELLA (Berkeley Lab Laser Accelerator), o którym informowaliśmy przed kilku laty. To najpotężniejszy kompaktowy akcelerator na świecie. Na przestrzeni 1 metra nadaje on cząstkom energie liczone w gigaelektronowoltach (GeV).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Część fizyków uważa, że w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) powstają długo żyjące cząstki, które dotychczas nie zostały wykryte. W przyszłym tygodniu w CERN odbędzie się spotkanie, na którym zostaną omówione metody zarejestrowania tych cząstek.
      W 2012 roku LHC zarejestrował obecność bozonu Higgsa, ostatniej nieuchwyconej wcześniej cząstki przewidywanej przez Model Standardowy. Jednak od tamtej pory nie znaleziono niczego nowego czy niespodziewanego. Niczego, co wykracałowy poza Model Standardowy. Nie odkryliśmy nowej fizyki, nie potwierdziliśmy założeń, z jakimi rozpoczynaliśmy prace. Może należy zmienić te założenia, mówi Juliette Alimena z Ohio State University, która pracuje przy CMS (Compact Muon Solenoid), jednym z dwóch głównych detektorów cząstek w LHC.
      Pomimo tego, że w LHC zainwestowano miliardy dolarów, to urządzenia pracuje tak, jak pracowały akceleratory przed kilkudziesięcioma laty. Fizycy od dekad zderzają ze sobą protony lub elektrony, zwiększają ich energie, by w procesie tym uzyskać nowe ciężkie cząstki i obserwować, jak w ciągu biliardowych części sekundy rozpadają się na lżejsze, znane nam cząstki. Te lżejsze są wykrywane i na podstawie ich charakterystyk wiemy, z jakich cięższych cząstek pochodzą. Tak właśnie działa i CMS i drugi z głównych wykrywaczy LHC – ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus).
      Jednak długo żyjące ciężkie cząstki mogą umykać uwadze detektorów. Przypuszczenie takie nie jest nowe. Niemal wszystkie teorie wykraczające poza standardowe modele fizyczne przewidują istnienie długo żyjących cząstek, mówi Giovanna Cottin, fizyk-teoretyk z Narodowego Uniwersytetu Tajwańskiego. Na przykład teoria supersymetrii mówi, że każda z cząstek Modelu Standardowego ma cięższego partnera. Istnieją teorie mówiące też o istnieniu np. ciemnych fotonów i innych „ciemnych” cząstek. Dotychczas niczego takiego nie udało się zaobserwować.
      LHC nie został zaprojektowany do poszukiwania cząstek wykraczających poza Model Standardowy. CMS i ATLAS skonstruowano tak, by wykrywały cząstki ulegające natychmiastowemu rozpadowi. Każdy z nich zawiera warstwowo ułożone podsystemy rejestrujące produkty rozpadu cząstek. Wszystkie one ułożone są wokół centralnego punktu, w którym dochodzi do zderzenia. Jednak problem w tym, że jeśli w wyniku zderzenia powstanie cząstka, która będzie żyła tak długo, iż przed rozpadem zdoła przebyć chociaż kilka milimetrów, to pozostawi ona po sobie nieoczywiste sygnały, smugi, zaburzone trasy ruchu.
      Oprogramowanie służące do analiz wyników z detektorów odrzuca takie dane, traktując je jak zakłócenia, artefakty. To problem, bo my tak zaprojektowaliśmy eksperymenty, a programiści tak napisali oprogramowanie, że po prostu odfiltrowuje ono takie rzeczy, mówi Tova Holmes z University of Chicago, która w wykrywaczu ATLAS poszukuje takich zaburzeń.
      Holmes i jej koledzy wiedzą, że muszą zmienić oprogramowanie. Jednak to nie wystarczy. W pierwszym rzędzie należy upewnić się, że wykrywacze w ogóle będą rejestrowały takie dane. Jako, że w w LHC w ciągu sekundy dochodzi do 400 milionów zderzeń protonów, w samym sprzęcie zastosowano mechanizmy chroniące przed przeładowaniem danymi. Już na poziomie sprzętowym dochodzi do odsiewania zderzeń i podejmowania decyzji, które są interesujące, a które należy odrzucić. W ten sposób do dalszej analizy kierowane są dane z 1 na 2000 zderzeń. To zaś oznacza, że możemy mieć do czynienia z utratą olbrzymiej ilości interesujących danych. Dlatego też część naukowców chciałaby przyjrzeć się kalorymetrowi CMS, do którego mogą docierać długo żyjące ciężkie cząstki. Chcieliby zastosować mechanizm, który od czasu do czasu będzie odczytywał pełne wyniki wszystkich zderzeń.
      Szukanie ciężkich cząstek nigdy nie było łatwe, chociażby dlatego, że naukowcy mieli różne pomysły na to, jak je zarejestrować. To zawsze było tak, że pracowały nad tym pojedyncze osoby. A każdy z nich sam dla siebie stanowił grupę wsparcia, przyznaje James Beacham z Ohio State University. Teraz zainteresowani połączyli siły i w marcu ukazało się 301-stronicowe opracowanie autorstwa 182 naukowców, w którym zaproponowano metody optymalizacji poszukiwań ciężkich cząstek.
      Niektórzy z nich proponują, by w najbliższej kampanii, planowanej na lata 2012–2023 częściej zbierano kompletne dane ze wszystkich zderzeń. Niewykluczone, że to ostatnia szansa na zastosowanie tej techniki, gdyż później intensywność generowanych wiązek zostanie zwiększona i zbieranie wszystkich danych stanie się trudniejsze.
      Inni chcą zbudowania kilku nowych detektorów wyspecjalizowanych w poszukiwaniu ciężkich cząstek. Jonathan Feng, fizyk-teoretyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, wraz z kolegami uzyskali nawet od CERN zgodę na zbudowanie Forward Search Experiment (FASER). To niewielki detektor, który ma zostać umieszczony w tunelu serwisowym w odległości 480 metrów w dół wiązki od ATLAS-a. Naukowcy zebrali już nawet 2 miliony dolarów od prywatnych sponsorów i dostali potrzebne podzespoły. FASER ma poszukiwać lekkich cząstek, takich jak ciemne fotony, które mogą być wyrzucane z ATLAS-a, przenikać przez skały i rozpadać się w pary elektron-pozyton.
      Jeszcze inna propozycja zakłada wykorzystanie pustej komory znajdującej się za niewielkim wykrywaczem LHCb. Umieszczony tam Compact Detector for Exotics at LHCb miałby poszukiwać długo żyjących cząstek, szczególnie tych pochodzących z rozpadu bozonu Higgsa.
      Jednak najbardziej ambitną propozycją jest budowa detektora o nazwie MATHULSLA. Miałby to być wielki pusty budynek wzniesiony na powierzchni nad detektorem CMS. W jego dachu miałyby zostać umieszczone czujniki, które rejestrowałyby dżety pochodzące z rozpadu długo żyjących cząstek powstających 70 metrów poniżej, wyjaśnia David Curtin z Uniwersytetu w Toronto, jeden z pomysłodawców wykrywacza. Uczony jest optymistą i uważa, że detektor nie powinien kosztować więcej niż 100 milionów euro.
      Po nocach śni nam się koszmar, w którym Jan Teoretyk powie nam za 20 lat, że niczego nie odkryliśmy bo nie rejestrowaliśmy odpowiednich wydarzeń i nie prowadziliśmy właściwych badań, mówi Beacham, który pracuje przy wykrywaczu ATLAS.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...