Aptariami eksperimentai su fiksuotu tikslu LHC • Igor Ivanov • Mokslo naujienos "Elementai" • LHC

Aptariami fiksuoti tiksliniai eksperimentai LHC.

Pagreičio eksperimentai elementariųjų dalelių fizikoje skirstomi į dvi grupes: eksperimentai koladėjimuose, kur susiduriančios sijos susiduria su galva ir eksperimentai su fiksuotu tikslu, kai sija persiunčia fiksuotą medžiagos dalį. Jei siekiame kuo didesnės susidūrimų energijos, tada, žinoma, geresnės koladeriai: visos poros susidūrusių dalelių energija gali tapti naujų sunkiųjų dalelių gimdymu. Nekilnojamas tokios prabangos tikslas neleidžia; ten gimtosios dalelės turi skristi į priekį, o tik nedidelė pradinės energijos dalis gali virsti naujų objektų masine. Todėl nuo 1960 m. Greitintuvo studijos daugiausia pasikeitė į kolektorius.

Tačiau pastaruoju metu elektroninių spaudinių archyve pasirodė didelė "arXiv" apžvalga: 1807.00603, kurioje detaliai aptariamas visas galimų eksperimentų su fiksuotu tikslu LHC. Iš karto pabrėžiame, kad nekalbame apie tai, kad LHC visiškai perjungia nuo koliažieriaus režimo iki fiksuoto tikslo. Ši parinktis siūloma tik kaip eksperimentinis pagrindinės didžiojo hadrono kolektoriaus programos palydovas. Be to, mintis pati savaime nėra nauja: didelė dalis dabartinės autorių komandos jau keletą metų skatino tokį konkretų eksperimentą – AFTER @ LHC.Dabar siūloma išeiti už vieno eksperimento ribų ir apimti visą instrumentinių galimybių rinkinį bei mokslinių uždavinių sąrašą.

Eksperimentas su fiksuotu tikslu, atrodo, grįžta prieš pusę šimtmečio dalelių fizikos raidos istorijoje. Kodėl tokį įrenginį reikia apskritai, jei energijos srautas sunaudojamas taip neefektyviai? Faktas yra tas, kad eksperimentai su fiksuotu tikslu turi savo privalumų. Visų pirma, yra didžiulis šviesumas: galų gale tvirtas taikinys yra daug tankesnis nei leistinas spindulys. Antra, beveik kiekvienas izotopas gali būti naudojamas kaip tikslas. Tai reiškia, kad galima atsekti, kaip protonų ir branduolių susidūrimai keičiasi, palaipsniui didinant branduolio dydį. Trečia, tikslas gali būti poliarizuotas – tai atveria naujas galimybes tyrinėti polarizuotų adronų vidinę struktūrą. Vienas iš pagrindinių uždavinių šia kryptimi yra spręsti tai, kas sudaro sparčiai plaukiojančio protono spiną.

Įgyvendinant protonų spindulių susidūrimus fiksuoto tikslo LHC be žalos eksperimentams su koladeriu, galima atlikti įvairiais būdais.Žinoma, jokiu būdu neturėtumėte uždėti storio medžiagos gabalo tiesiai po spinduliu. Energijos išleidimo būsena bus tokia didelė, kad sugadins įrangą, o sija bus žlugti ir turi būti nuleista. Tačiau į ploną skersinę laidą galima įdėti ne centre, bet šviesos pluošto šone. Tie trys protonai, kurie nuklydo nuo pagrindinės trajektorijos, kai jie važiuoja palei greitintuvo žiedą (tai yra vadinamasis spindulių žiedas), jį prapūs. Dėl to susidūrimai įvyks reguliariai, tačiau protonų nuostoliai ir energijos išleidimas bus palaikomi priimtinu lygiu.

Antrasis to paties eksperimento variantas yra per vakuuminį vamzdį perpulsti druskos tirpikliu, kurio sija susidurs. Iš tiesų toks eksperimentas neseniai buvo atliktas LHCb; Jis pirmasis ištyrė LHC protonų su heliu branduoliais susidūrimus ir pateikė informaciją, naudingą astrofizikai.

Yra trečiasis būdas: galima išgauti smegenų galą iš pagrindinio žiedo ir išsiųsti jį per atskirą kanalą, kuriame bus dedamas tankus fiksuotas taikinys. Tai gali būti padaryta naudojant išlenktus kristalus, kurie dėl perdavimo efekto gali suktis protonus, o ne per "sprogo" spindulį prie šonų.Ši technologija vystėsi ilgą laiką, o ateityje – LHC.

Kalbant apie šių pasiūlymų įgyvendinimą, vis dar anksti kalbėti apie visus terminus. Šiuo metu vyksta sistemingas mokslinės bendruomenės įkvėpimo procesas ir CERN administracija, kad mokslinė nauda iš tokio "pernelyg" į LHC bus reikšminga ir jos finansinės išlaidos yra vidutinės. Dabartinė peržiūra yra svarbus žingsnis.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: