Большой адронный коллайдер обновил собственный рекорд светимости

      Комментарии к записи Большой адронный коллайдер обновил собственный рекорд светимости отключены

Большой адронный коллайдер обновил собственный рекорд светимости

Большой адронный коллайдер увеличил количество сгустков протонов, единовременно циркулирующих в кольце ускорителя, до 2220 штук — это максимум, вероятный в текущем году. Светимость коллайдера наряду с этим (величина, показывающая как довольно часто смогут сталкиваться протоны) достигла отметки на 10 процентов превышающей проектную. При таких параметрах ускоритель собирает статистику ускорений эквивалентную всем столкновениям 2015 года меньше чем за 10 дней.

Об этом информирует пресс-релиз CERN.

Светимость — одна из наиболее значимых научных черт работы коллайдеров. Она показывает, какое количество частиц проходит через сечение пучка в секунду. Для удобства, в качестве единичного сечения физики выбрали барн — 100 квадратных фемтометров — это площадка приблизительно соответствует сечению ядра атома.

на данный момент светимость коллайдера соответствует приблизительно 1034 протонов, пролетающих через квадратный сантиметр за секунду, что эквивалентно 10–5 обратных фемтобарн (триллионных долей барна) за секунду. 

Кроме этого для удобства количество статистики, набираемой опытами коллайдера, считается в обратных фемтобарнах: если бы светимость была постоянной, то интегральную светимость возможно было бы вычислить легко умножив время работы коллайдера на светимость. Принципиально важно подметить, что не все частицы пучка сталкиваются с другими протонами.

Исходя из этого светимость тяжело напрямую связать с числом столкновений — для этого нужно детально изучить все сценарии столкновения протонов и выяснить суммарную возможность встречи. на данный момент физики оценивают, что при современной светимости за одну секунду происходит около одного миллиарда протон-протонных столкновений.

Одно из первых столкновений протон-ион, осуществленных в БАК на протяжении Run 1, восстановленное согласно данным детектора ALICE.

Серьёзным параметром, воздействующим на светимость есть количество сгустков протонов, находящихся в один момент в кольце ускорителя. В первые годы работы БАК их количество медлительно увеличивали от двух сгустков до 43 и без того потом. В июне инженеры достигли отметки 2076 сгустков в каждом из двух пучков, движущихся навстречу друг другу. на данный момент эта величина достигла 2220, что, согласно заявлению представителей опыта, максимум вероятный в 2016 году.

Проектный максимум количества пучков — 2808, но на данный момент он не достижим из-за неисправностей в работе протонного суперсинхротрона — маленького (если сравнивать с БАК) ускорителя, разгоняющего протоны перед инжекцией («впрыскиванием») в коллайдер.

За 2016 год БАК собрал уже более чем 23 обратных фемтобарн статистики столкновений протонов на энергии 13 тераэлектронвольт. Для сравнения, за 2015 год эта величина составила около четырех обратных фемтобарн. Ожидается, что ускоритель проработает еще два месяца до ежегодного технического перерыва.

Благодаря значительному повышению статистики физикам уже удалось «закрыть» пара пиков, показывавших на не предсказанные Стандартной моделью частицы — они были всего лишь статистическими флуктуациями. 

Скорость комплекта статистики в различные годы работы коллайдера. CERN

Так, 14 дней назад ученые заявили об исчезновении в новых данных двухфотонного избытка с энергией 750 гигаэлектронвольт. Примечательно, что локальная статистическая значимость пика в определенный момент достигала практически четырех сигма, что только мало отличалось от требуемой для открытия частицы. Это стало причиной появлению более 540 теоретических работ, растолковывающих чем возможно малоизвестный бозон. Подобно был закрыт всплеск при двух тераэлектронвольтах

Большой адронный коллайдер — самый большой сейчас ускорительный опыт по физике элементарных частиц. В кольца протоны ускоряются до энергий около 6,5 гигаэлектронвольт и сталкиваются в четырех точках пересечений встречных пучков. В этих точках находятся главные опыты БАК — ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Одним из основных научных результатов работы коллайдера стало открытие бозона Хиггса, о котором физики заявили в 2012 году.

Примечательно, что бозон уже проявился и в новой статистике, собранной в 2016 году.

Создатель: Владимир Королёв

Большой адронный коллайдер


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: