Россиядагы коллайдер кагылышып жаткан нурлардагы бөлүкчөлөрдү ылдамдатат (коллайдер кагылышуу деген сөздөн, котормодо - кагылышуу). Бул илимпоздор заттын элементардык бөлүкчөлөрүнө күчтүү кинетикалык энергияны берүү үчүн, бул бөлүкчөлөрдүн бири-бирине таасир этүүчү продуктуларын изилдөө үчүн керек. Алар ошондой эле бул бөлүкчөлөрдүн кагылышуусу менен күрөшүп, аларды бири-бирине каршы багытташат.
Жаратуу тарыхы
Коллайдерлердин бир нече түрү бар: тегерек (мисалы, LHC - Европалык CERNдеги чоң адрон коллайдери), сызыктуу (ILC тарабынан болжолдонгон).
Теориялык жактан, нурлардын кагылышуусун колдонуу идеясы бир нече ондогон жылдар мурун пайда болгон. Норвегиялык физик Wideröe Rolf 1943-жылы Германияда нурлардын кагылышуусу идеясы үчүн патент алган. Ал он жылдан кийин гана жарыяланган.
1956-жылы Дональд Керст бөлүкчөлөрдүн физикасын изилдөө үчүн протон нурларынын кагылышуусун колдонууну сунуш кылган. Жерар О'Нил аккумулятордук мүмкүнчүлүктөн пайдаланууну ойлогонкүчтүү нурларды алуу үчүн шакекчелер.
Коллайдер түзүү долбоору боюнча жигердүү иштер бир эле убакта Италияда, СССРде жана АКШда (Фраскати, INP, SLAC) башталды. Тушекаво Фраскати тарабынан курулган AdA электрон-позитрон коллайдери учурулган биринчи коллайдер.
Ошол эле учурда ВЭП-1де (1965, СССР) электрондордун серпилгич чачырашына байкоо жүргүзүүнүн жыйынтыктары менен салыштырганда биринчи жыйынтык бир жылдан кийин гана (1966-жылы) жарыяланган.
Дубна адрон коллайдери
VEP-1 (кагылышуучу электрон нурлары) G. I. Будкердин так жетекчилиги астында түзүлгөн машина. Бир нече убакыт өткөндөн кийин, нурлар Кошмо Штаттарда тездетүүчү алынган. Бул үч коллайдер тең сыноо болгон, алар аркылуу элементардык бөлүкчөлөр физикасын изилдөө мүмкүнчүлүгүн көрсөтүү үчүн кызмат кылган.
Биринчи адрон коллайдери 1971-жылы CERN тарабынан учурулган ISR, протон синхротрону. Анын энергетикалык кубаттуулугу нурда 32 ГэВ болгон. Бул токсонунчу жылдардагы жалгыз иштеген сызыктуу коллайдер болгон.
Ишке киргизгенден кийин
Россияда ядролук изилдеелердун бириккен институтунун базасында жацы тездетуу комплекси тузулуп жатат. Ал NICA деп аталат - Nuclotron негизделген Ion Collider объект жана Дубна шаарында жайгашкан. Имараттын максаты - бариондордун жыш затынын жаңы касиеттерин изилдөө жана ачуу.
Машина ишке киргенден кийин, Ядролук изилдөөлөрдүн биргелешкен институтунун окумуштууларыМоскванын жанындагы Дубна Чоң жарылуудан кийинки алгачкы мүнөттөрүндө Аалам болгон материянын белгилүү бир абалын түзө алат. Бул зат кварк-глюон плазмасы (QGP) деп аталат.
Назик объектте комплекстин курулушу 2013-жылы башталып, ишке киргизүү 2020-жылга пландалууда.
Негизги тапшырмалар
Орусиядагы Илим күнүнө карата JINR кызматкерлери мектеп окуучулары үчүн билим берүү иш-чараларына материалдарды даярдашты. Тема "NICA - Аалам лабораторияда" деп аталат. Академик Григорий Владимирович Трубниковдун катышуусундагы видео ырааттуулугу Россиядагы Адрон коллайдеринде дүйнөнүн булуң-бурчунан келген илимпоздор менен биргеликте жүргүзүлө турган келечектеги изилдөөлөр тууралуу баяндайт.
Бул тармактагы изилдөөчүлөрдүн алдында турган эң маанилүү милдет – бул төмөнкү багыттарды изилдөө:
- Бөлүкчөлөр физикасынын стандарттык моделинин элементардык компоненттеринин бири-бири менен тыгыз аракеттешүүсүнүн касиеттери жана функциялары, башкача айтканда кварктарды жана глюондорду изилдөө.
- QGP менен адрондук материянын ортосундагы фазалык өтүүнүн белгилерин табуу, ошондой эле бариондук заттын мурда белгисиз абалын издөө.
- Жакын өз ара аракеттешүүнүн жана QGP симметриясынын негизги касиеттери менен иштөө.
Маанилүү жабдуулар
NICA комплексиндеги адрон коллайдеринин маңызы чоң нур спектрин камсыз кылуу болуп саналат: протондор менен дейрондордон, алтын ядросу сыяктуу алда канча оор иондордон турган нурларга чейин.
Оор иондор 4кө чейин энергетикалык абалга чейин тездетилет,5 ГэВ/нуклон, ал эми протондор - он эки жарымга чейин. Россиядагы коллайдердин жүрөгү өткөн кылымдын токсон үчүнчү жылынан бери иштеп келе жаткан, бирок кыйла тездетилген Нуклотрон тездеткичи болуп саналат.
NICA коллайдери өз ара аракеттенүүнүн бир нече жолун камсыз кылган. Бири оор иондордун MPD детектору менен кагылышын изилдөө үчүн, экинчиси SPD мекемесинде поляризацияланган нурлар менен эксперименттерди жүргүзүү үчүн.
Курулуш аяктады
Биринчи экспериментке АКШ, Германия, Франция, Израил жана албетте Россия сыяктуу өлкөлөрдүн окумуштуулары катышып жатканы белгиленди. Учурда NICAда айрым бөлүктөрүн орнотуу жана активдүү иштөө абалына келтирүү боюнча иштер жүрүп жатат.
Адрон коллайдери үчүн имарат 2019-жылы бүткөрүлөт, ал эми коллайдердин өзүн орнотуу 2020-жылы ишке ашырылат. Ошол эле жылы оор иондордун кагылышуусун изилдөө боюнча изилдөө иштери башталат. Түзмөк толугу менен 2023-жылы иштейт.
Орусиядагы коллайдер биздин өлкөдө мега илим классына ээ болгон алты долбоордун бири гана. 2017-жылы өкмөт бул машинаны курууга дээрлик төрт миллиард рубль бөлгөн. Станоктун негизги конструкциясынын наркын адистер жыйырма жети жарым миллиард рублга баалашты.
Жаңы доор
Владимир Кекелидзе, JINR Жогорку энергетикалык лабораториясынын физиктеринин директору, Орусиядагы коллайдер долбоору өлкөгө эң жогорку деңгээлге чыгууга мүмкүнчүлүк берет деп эсептейтжогорку энергия физикасындагы позициялар.
Жакында «жаңы физиканын» издери табылды, алар Чоң Адрон Коллайдери тарабынан аныкталган жана алар биздин микрокосмостун Стандарттык моделинен чыгып кетет. Жаңы ачылган «жаңы физика» коллайдердин иштешине тоскоол болбойт деп айтылган.
Интервьюсунда Владимир Кекелидзе бул ачылыштар NICAнын ишинин баркын түшүрбөй турганын түшүндүрдү, анткени долбоордун өзү биринчи кезекте Ааламдын жаралышынын алгачкы учурлары кандай болгонун так түшүнүү үчүн түзүлгөн жана ошондой эле Дубнада бар изилдөө үчүн кандай шарттар дүйнөнүн башка эч жеринде жок.
Ал ошондой эле JINR окумуштуулары илимдин жаңы багыттарын өздөштүрүп жатканын, аларда алдыңкы позицияны ээлееге чечкиндүү экенин айтты. Бул жаңы коллайдер гана түзүлбөстөн, өлкөбүз үчүн жогорку энергия физикасын өнүктүрүүнүн жаңы доору келе жатат.
Эл аралык долбоор
Ошол эле директордун айтымында, Адрон Коллайдери жайгашкан NICAдагы иш эл аралык болот. Анткени биздин доордо жогорку энергиялуу физика боюнча изилдөөлөр ар кайсы өлкөлөрдүн адамдарынан турган бүтүндөй илимий топтор тарабынан жүргүзүлүүдө.
Дүйнөнүн жыйырма төрт өлкөсүнөн келген кызматкерлер коопсуз жайда бул долбоорду ишке ашырууга катышкан. Ал эми бул кереметтин баасы, болжолдуу эсептөөлөр боюнча, беш жүз кырк беш миллион долларды түзөт.
Жаңы коллайдер илимпоздорго жаңы материя, материал таануу, радиобиология, электроника, нур терапиясы жана медицина тармагында изилдөө жүргүзүүгө да жардам берет. кошпогондоМындан тышкары, мунун баары Роскосмостун программаларына, ошондой эле радиоактивдүү калдыктарды кайра иштетүүгө жана көмүүгө жана колдонууга коопсуз болгон криогендик технологиянын жана энергиянын акыркы булактарын түзүүгө пайда алып келет.
Хиггс бозону
Хиггс бозону – бул физикада зарылчылык менен, тагыраак айтканда, анын элементардык бөлүкчөлөрүнүн стандарттык моделинде, Хиггс механизминин электр алсыз симметриясынын күтүүсүз бузулушунун натыйжасында пайда болгон Хиггс кванттык талаалары деп аталган. Анын ачылышы стандарттык моделдин бүтүшү болду.
Ошол эле моделдин алкагында ал элементардык бөлүкчөлөрдүн – бозондордун массасынын инерциясына жооп берет. Хиггс талаасы бөлүкчөлөрдөгү инерциялык массанын пайда болушун, башкача айтканда, алсыз өз ара аракеттенүүнүн алып жүрүүчүлөрүн, ошондой эле алып жүрүүчүдө массанын жоктугун - күчтүү өз ара аракеттенүү бөлүкчөсүн жана электромагниттик (глюон жана фотон) түшүндүрүүгө жардам берет. Хиггс бозону түзүлүшү боюнча өзүн скалярдык бөлүкчө катары көрсөтөт. Ошентип, анын нөл айлануусу бар.
Талаанын ачылышы
Бул бозон 1964-жылы британиялык физик Питер Хиггс тарабынан аксиоматташтырылган. Анын ачылышы тууралуу бүт дүйнө анын макалаларын окуу аркылуу билди. Ал эми дээрлик элүү жыл издөөдөн кийин, башкача айтканда, 2012-жылы, 4-июлда, бул ролго туура келген бөлүкчө табылган. Ал LHC изилдөөлөрүнүн натыйжасында табылган жана анын массасы болжол менен 125-126 ГэВ/c².
Бул өзгөчө бөлүкчө ошол эле Хиггс бозону экенине ишенүү абдан жакшы себептерге жардам берет. 2013-жылы, март айында, CERN ар кандай изилдөөчүлөралты ай мурун табылган бөлүкчө чынында Хиггс бозону экенин билдирди.
Ушул бөлүкчөнү камтыган жаңыртылган модель талаанын кванттык кайра нормалдаштырылган теориясын түзүүгө мүмкүндүк берди. Ал эми бир жылдан кийин, апрелде, CMS командасы Хиггс бозону 22 МэВ кем ажыроо кеңдигине ээ болгонун билдирди.
бөлүкчөлөрдүн касиеттери
Таблицадагы башка бөлүкчөлөр сыяктуу эле, Хиггс бозону тартылуу күчүнө дуушар болот. Анын түс жана электр заряды, ошондой эле, мурда айтылгандай, айлануу нөлү бар.
Хиггс бозонунун пайда болушу үчүн төрт негизги канал бар:
- Эки глюондун биригишинен кийин. Ал эң башкысы.
- WW- же ZZ- жуптары бириккенде.
- W- же Z-бозонду коштоо шарты менен.
- Жогорку кварктар бар.
Ал б-антикварк менен b-кварктын жупуна, эки жуп электрон-позитронго жана/же мюон-антимуонго эки нейтрино менен ажырайт.
2017-жылы, июль айынын башында, EPS, ATLAS, HEP жана CMSтин катышуусунда өткөн конференцияда, акыры Хиггс бозону чирип баратканы тууралуу көрүнүктүү ишараттар пайда боло баштаганы тууралуу билдирүү жасалган. жуп б-кварк- антикварк.
Мурда бир эле кварктарды өндүрүүнү фондогу процесстерден башкача жол менен бөлүүдөгү кыйынчылыктардан улам иш жүзүндө муну өз көзүңүз менен көрүү реалдуу эмес болчу. Стандарттык физикалык модель мындай ажыроо эң көп кездешет, башкача айтканда, жарымынан көбү. 2017-жылдын октябрында ачылганбузулуу сигналын ишенимдүү байкоо. Мындай билдирүүнү CMS жана ATLAS чыгарган макалаларында айтышкан.
Массанын аң-сезими
Хиггс ачкан бөлүкчө ушунчалык маанилүү болгондуктан, Леон Ледерман (Нобель сыйлыгынын лауреаты) китебинин аталышында аны Кудай бөлүкчөсү деп атаган. Леон Ледерман өзү түп нускасында "Шайтан бөлүкчөсүн" сунуштаганы менен, редакторлор анын сунушун четке кагышкан.
Бул жеңил-желпи ат жалпыга маалымдоо каражаттарында кеңири колдонулат. Көптөгөн окумуштуулар муну жактырбайт да. Алар Хиггс талаасынын потенциалы дал ушул бөтөлкөнүн түбүнө окшош болгондуктан, "шампан бөтөлкө бозону" деген аталыш алда канча ылайыктуураак болот деп эсептешет жана аны ачуу, албетте, көптөгөн мындай бөтөлкөлөрдүн толугу менен төгүлүшүнө алып келет.
