Fizikai aptaria 100 TeV colliderio perspektyvas • Igoris Ivanovas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • LHC, CERN, planai ateičiai

Fizikai aptarė 100 TeV collider perspektyvas

Galima 80-100 kilometrų tunelio vieta naujam 100-TeV protonų koliažeriui, su kuriuo galima susieti ilgalaikes CERN plėtros perspektyvas. Vaizdas iš press.web.cern.ch

Kitą dieną CERN ir Ženevos universitete buvo surengtos dvi mokslinės konferencijos, skirtos būsimiems piliečiams, turintiems labai didelę energiją, iki 100 TEV. Vienas iš jų buvo vykdomas pagal neseniai pradėtą ​​programą CERN, kad būtų galima išnagrinėti ateityje vykdomų žiedinių koladėjų projektų techninius aspektus. Kitas anksčiau konferencijoje daugiausia dėmesio buvo skiriama mokslinėms galimoms galimybėms, kurios taptų prieinamos, kai protonų susidūrimų energija beveik padidėjo.

Leiskite trumpai išdėstyti situaciją, kuri susidaro dalelių fizikoje, po to, kai pirmoji trejų metų Didžiojo adrono kolektoriaus sesija.

2000 m. Viduryje fizikai buvo labai optimistiški. Daugelis iš jų išreiškė viltį, kad pirmieji LHC darbo metai ir netgi mėnesiai atneš naujų atradimų: naujų dalelių ir neįprastų reiškinių atsiradimą ir išsiplėtimą, supersimetrijos ar kitos teorijos aptikimą virš standartinio modelio.Šios viltys nebuvo nepagrįstos: nauji reiškiniai energetikos skalėje, esant 1 TeV, gali sukelti natūralių atsakymų į kai kuriuos teorinius klausimus.

Tačiau vaivorykštės lūkesčiai nebuvo patvirtinti. Šiandien tik Higso bozonas yra atviras, o jo išmatuotos savybės atitinka standartinį Higso bosoną. Nei supersimetrinė, nei kokia nors kita reikšminga nukrypimų nuo standartinio modelio dar nebuvo nustatyta. Visa tai neleidžia fizikams pasiekti pagrindinio tikslo – prasiskverbti dar viename lygyje giliau suprasti medžiagos struktūrą.

Žinoma, teoretikai nepasileidžia. Per dideli optimistiški supersimetrijos ir kitų teorijų scenarijai yra uždaryti, tačiau tai neuždaro pačių idėjų. Jei anksčiau pagrindinis dėmesys buvo skiriamas naujiems fiziniams reiškiniams, kurių energijos lygis yra maždaug 1 TeV, dabar dabar plačiai tiriami variantai, kuriuose nukrypimai pastebimi tik dešimčių TeV energijose. Tokios teorijos yra beveik neatskiriamos nuo standartinio modelio Didžiojo Hadrono kolektoriuje, tačiau su žymiu energijos padidėjimu jie gali sukelti ryškių padarinių. Štai kodėl pastaruoju metu fizikų troškimas radikaliai didinti susidūrimų energiją tampa vis akivaizdus.

Kaip pažymėta vienoje iš ataskaitų, laikai garantuotas atradimai elementariųjų dalelių fizikoje baigėsi. Neaišku, kokiomis energijomis ir kokiais procesais atsiras naujas mūsų pasaulio bruožas. Žinoma, gali paaiškėti, kad, didėjant energijai ir šviesumui, LHC vis tiek sutiks tam tikrą "Naujosios fizikos" pasireiškimą, bet greičiausiai jis bus mažas. Nobelio premija gali atnešti tokį atradimą, tačiau išsamiai neatsižvelgiama į šį poveikį. Ir jei mes tikrai norime ištirti gamtą ir pereiti į anksčiau nepasiekiamas vietas, po keleto dešimtmečių, kai LHC pajėgumai buvo išnaudoti, fizikams reikės naujų koliažerių su naujais sugebėjimais. Šis koliažeris turi būti planuojamas dabar, ir tam, kad fizikai turėtų aiškiai suvokti, ko kiekvienas projektas gali.

Pagrindinis CERN susidomėjimas ilgalaikiu vystymusi dabar yra kitas projektas. Planuojama kasti naują 80-100 km ilgio žiedinį tunelį Prancūzijoje ir Šveicarijoje (žr. Paveikslą), kuriame bus pastatytas naujas 100 tonų energijos suvartotas protonų koliažeris. Tikimasi, kad sukuriant elektromagnetus technologija leis iki to laiko magnetinį lauką padidinti bent 2 kartus, todėl bus galima laikyti tokius didelius energijos protonus į orbitą.Žinoma, tuo pačiu metu yra ir techninių sunkumų, susijusių su energijos išleidimu ir įrenginio saugumu, o specialistai dirbs šiais klausimais. Tokio įrengimo įgyvendinimas užtruks apie 20 metų. Todėl, jei šį koliažerį planuojama paleisti po LHC (tai yra 2035-2040 m. Regione), dabar reikia dirbti. Mes taip pat ištirti, įgyvendinimo variantas, kuriame pirmoji šio tunelio turi būti įdiegta elektronų-pozitronų akceleratoriaus mažai energijos, kuri yra techniškai lengva gaminti, o po to pakeičiamas 100-tev protono.

Ką fizikams reikėtų vadovautis tokiomis energijomis? Pirma, tiesioginis naujų sunkiųjų dalelių atskleidimas, kurio masė gali siekti dešimtis TeV. Antra, dviejose naujose šviesos dalelėse (pvz., Naujose Higso bozoniose), kurie nebuvo gimę LHC, gali atsirasti dėl to, kad mažai tikėtina šio proceso. Konferencijoje pateikti skaičiavimai rodo, kad ši galimybė yra įgyvendinama daugelyje dabartinių teorijų variantų.

Trečia, net jei nėra naujų dalelių, mes vis dar turime blogai ištirtą Higso bosoną.Jei mes sutelksime dėmesį į 100 TeV energijos impulsą, Higso bosonai gims ten daug tūkstančių per dieną, o tai reiškia, kad bus galima išsamiai jį išnagrinėti. Kadangi Higso bosonas taps įprasta dalelė, tikslas bus ne tik matyti jį į duomenis, bet ir aptikti tam tikrą neįprastą procesą su jo dalyvavimu. Tai gali būti egzotiškos skilimo, kelių Higso bosonų gimimo, nematomų Higso bosono lūžių atsiradimas, kuris primins jo ryšį su tamsiosios medžiagos dalelėmis ir tt Vienoje ataskaitoje pateikti įvertinimai leidžia tikėtis rasti neįprastus skilimus, kurių tikimybė yra mažesnė nei viena mln Taigi, Higso bosonas bus paverstas pačiu tikslu kaip fizikos studijų įrankis.

Pastarosios dvi konferencijos buvo tik pirmasis CERN penkerių metų programos žingsnis siekiant ištirti būsimus koalicijos dalyvius. Dabar kelios specialistų komandos pradės atidžiai išnagrinėti didžiulę teorinių ir eksperimentinių galimybių rinkinį, o maždaug per metus numatomas jų naujas darbo susitikimas. Tuo pačiu metu 2014 m. Rudenį bus parengtas didelis projektas naujos Europos mokslinių tyrimų programos, skirtos kitam penkerių metų programos "Horizontas 2020" programai.2018 m., Iki programos pabaigos, tikimasi pirmojo išsamaus techninio tyrimo galimybių ataskaitos. Kartu su naujais LHC duomenimis, bus galima nustatyti konkrečius CERN techninio vystymosi etapus.


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: :???: :?: :!: