Физики требуют новых коллайдеров

      Комментарии к записи Физики требуют новых коллайдеров отключены

Физики требуют новых коллайдеров

В то время, когда БОЛЬШОЙ АДРОННЫЙ КОЛЛАЙДЕР ПОЛУЧИТ НА ПОЛНУЮ МОЩНОСТЬ, Возможно БУДЕТ ОЖИДАТЬ СЮРПРИЗОВ В ОБЛАСТИ КОСМОЛОГИИ
10 СЕНТЯБРЯ исполнится три года с момента первого старта Громадного адронного коллайдера (БАКа). На постройку данной сложной установки потребовалось $6 млрд. и семь лет, но и по окончании завершения проекта длились споры по поводу его целесообразности. Оправдывать собственный назначение как самого замечательного ускорителя протонов в мире БАК стал только с конца 2009 года, а первый долгий сеанс его работы начался и того позднее — в марте 2010-го.

И впредь до того времени мировые СМИ иногда обсуждали сценарии глобальных трагедий, каковые словно бы бы смогут случиться из-за столкновения через чур высокоэнергетических частиц.
Но в этом году обстановка около БАКа таинственным образом изменилась. Массмедиа неспешно потеряли интерес к гипотетическим катаклизмам, а в информационном потоке показалась вторая тема — о замыслах строительства новых ускорителей. В частности — линейных электронно-позитронных коллайдеров, по своим возможностям дополняющих БАК.

Хозяин БАКа — Европейская организация ядерных изучений (CERN) — разрабатывает проект Компактного линейного коллайдера (CLIC — Compact Linear Collider). Имеется и другой проект — Интернациональный линейный коллайдер (ILC — International Linear Collider). На данный момент официально рассматриваются как вероятные кандидаты на размещение ILC в собственных государствах исследовательские центры США, России и японии.

Примечательно, что в Японии заполучить данный проект желает префектура Иватэ на острове Хонсю, по соседству с печально известной Фукусимой. В администрации Иватэ сохраняют надежду, что строительство коллайдера станет катализатором восстановления экономики по окончании мартовских землетрясения и цунами.
В ближайшее время возможно ожидать усиления внимания к данной теме в связи с серией научных конференций, на которых будут представлены и обсуждены первые важные результаты работы БАКа. Но ответственны не только сами эти результаты, но и вопросы, на каковые пробуют отыскать ответы физики посредством собственных опытов.
ЧАСТИЦУ ВСЕВЫШНЕГО ПОКА НЕ НАШЛИ
За десять лет, прошедших с 2001 года, в то время, когда началось строительство БАКа, картина мира в представлении ученых, трудящихся на стыке теории фундаментальных космологии и взаимодействий, заметно преобразилась, и соответственно изменились ожидания от опытов на коллайдере. Первоначально основной задачей БАКа считалось подтверждение существования бозона Хиггса — частицы, предсказанной шотландским физиком Питером Хиггсом еще в первой половине 60-ых годов двадцатого века в рамках так называемой Стандартной модели строения материи.

Существование всех остальных предсказанных данной моделью кирпичиков мироздания (в их число входят три кварков и поколения лептонов, и переносчики электромагнитного, сильного и не сильный сотрудничеств — фотон, восьмерка безмассовых глюонов и тройка массивных векторных бозонов) было доказано еще в прошлом веке. Роль бозона Хиггса в Стандартной модели столь громадна, что американский физик, нобелевский лауреат 1988 года Леон Ледерман в первой половине 90-ых годов двадцатого века выступил с посвященной данной частице книгой с заглавием Частица Всевышнего: в случае если Вселенная ответ, то каков же вопрос?.
На конференции по физике высоких энергий, прошедшей 21-27 июля 2011 года в Гренобле (Франция), были представлены результаты обработки данных с БАКа, каковые смогут быть трактованы как свидетельство обнаружения бозона Хиггса. Но, председатель совета директоров CERN Рольф Хойер выделил, что имеющихся данных не хватает для окончательных выводов, и резюмировал собственный выступление словами: Мы знаем о бозоне Хиггса все, помимо этого факта, существует он в конечном итоге либо нет.

По его прогнозам, ясность внесут опыты уже следующего, 2012 года. Потом планируется остановка коллайдера на ремонт, что обязан занять более года, и только затем станет вероятным запуск БАКа на полную проектную мощность (до тех пор пока что он, по соображениям безопасности, трудится вполсилы).
Фактически, как раз тогда и возможно будет ожидать самого увлекательного. В частности — обнаружения частиц, не предвещаемых Стандартной моделью. В конце прошлого века физики оценивали такую возможность значительно пессимистичнее, чем на данный момент.

Не смотря на то, что к тому времени уже было выдвинуто множество теорий, расширяющих Стандартную модель и предвещающих новые частицы, но физики были морально готовы к тому, что эти частицы через чур массивны, дабы обозримой перспективе возможно было создать коллайдер с энергией столкновения, достаточной для рождения таких частиц. В соответствии с тогдашним представлениям БАК был нужен чтобы найти бозон Хиггса и подтвердить отсутствие сюрпризов в данной области энергий. А на данный момент громаднейшие ожидания от БАКа связаны, напротив, с сюрпризами.
В Отыскивании НЕСТАНДАРТНЫХ ЧАСТИЦ
Землю для таких ожиданий дали результаты совершённых за последние годы космологических изучений, в частности галактик скоростей и измерений звёзд и особенностей так именуемого реликтового излучения. Выводы, к каким привели эти изучения, открыли перед физиками целый новый мир неизвестного.

В первую очередь оказалось, что галактики не просто разбегаются, а разбегаются с ускорением, и для объяснения этого было нужно ввести понятие чёрной энергии, приписываемой вакууму либо самому пространству-времени. Еще ранее на базе замечаемых черт вращения галактик было сделано предположение, что на долю уже известных частиц приходится менее четверти массы материи галактик, а другая масса должна быть приписана малоизвестным частицам — для них употребляется понятие чёрной материи.

До тех пор пока эти два открытия рассматривались сами по себе, оставалась надежда, что измеренные скорости вращения галактик удастся растолковать каким-либо иным методом, без привлечения догадки о чёрной материи из нестандартных частиц. Но в случае если уж стало известно, что галактики разбегаются с ускорением, то чёрная материя очень важна для самого их (галактик) существования. Без нее Вселенная до сих пор оставалась бы практически однородной по плотности, и в ней не появились бы скопления вещества, соответственно не имела возможности бы появиться иерархическая структура, включающая звезды, звездные скопления, скопления и галактики галактик.
Так, физики были перед фактом, что, по последним оценкам, частицы, обрисовываемые Стандартной моделью, составляют всего 5% массы Вселенной, еще около 23% — это масса чёрной материи из нестандартных частиц, а около 72% — масса чёрной энергии. Но, непохоже, дабы физики были удручены таким поворотом событий.

Так как у них появился новый фронт работ — соответственно, и дополнительные доводы в пользу строительства новых коллайдеров, и осуществления проектов поиска частиц чёрной материи в космическом излучении. Один таковой проект уже реализуется — посредством детектора AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer), доставленного в мае на Интернациональную космическую станцию шаттлом Индевор. Самое увлекательное — это изучение малоизвестного, поиск существующих в природе явлений, каковые мы ранее не воображали себе, и не имели инструментов чтобы их открыть, — утверждает начальник коллаборации AMS, нобелевский лауреат 1976 года Сэмюэл Тин.

Планируемая длительность космического проекта — десять лет. Так что кроме того в случае если нестандартные частицы не удастся создать в опытах на БАКе, за это время они смогут быть найдены в космосе. ЮРИЙ БЕРЕЗЕНКО N276 | 2 сентября 2011

Источник: Газета Комментарии

Вопрос науки. Закончилась ли физика с открытием бозона Хиггса


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: