Новости

04.09.2018 21:28
Рубрика: Общество

Превратить циклопа в гнома

Уникальный эксперимент физиков ЦЕРН
Сократить огромные затраты на сооружение гигантских коллайдеров позволит новый проект физиков Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН). В разработке участвуют ученые из 10 стран, в том числе и из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера. Сибиряки создали теоретическую модель новой установки. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Появление новых физических установок может отправить гигантские коллайдеры в прошлое. Фото: Reuters Появление новых физических установок может отправить гигантские коллайдеры в прошлое. Фото: Reuters
Появление новых физических установок может отправить гигантские коллайдеры в прошлое. Фото: Reuters

Как известно, современные ускорители элементарных частиц имеют циклопические размеры. Ведь чтобы выбить из частиц новую информацию, их приходится разгонять и сталкивать при скоростях, близких к световой. Причем для ускорения нужны большие расстояния, скажем, длина знаменитого Большого адронного коллайдера около 27 км.

Разгон ведется с помощью высокочастотных резонаторов, которые воздействуют на частицы очень мощным электромагнитным полем. Это каскад ступеней, в каждой из которых частицы подхлестываются дополнительной энергией. Их сборка одна из самых трудоемких операций при создании коллайдеров. В новом проекте AWAKE ученые ЦЕРН применили принципиально иной метод. Впервые частицы разгонялись в плазме.

- Если совсем просто, то новый метод напоминает кильватерный эффект, когда за кормой судна образуется след, - говорит теоретический координатор проекта AWAKE, главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Константин Лотов. - В нашем случае пучок-драйвер, проходя через плазму, создает в ней волну. В ней возникает огромная напряженность электромагнитного поля, в которой летящие вслед за драйвером частицы ускоряются почти до световых скоростей. Раньше в качестве драйвера использовались пучки электронов или мощные лазерные импульсы. Мы нашли способ использовать протонный пучок, в котором в тысячи раз больше энергии, чем в лучших электронных и лазерных драйверах.

В эксперименте AWAKE длина поля плазмы составила всего 10 метров, но этого хватило, чтобы разогнать частицы более чем в 100 раз. По расчетам, этот эффект позволит на длине плазмы в 70 метров получить такое же ускорение, как на 27-километровом Большом адронном коллайдере.

Открытый эффект позволит на длине плазмы в 70 метров получить такое же ускорение, как на 27-километровом БАК

Зарубежные участники проекта высоко оценили вклад россиян. Так, по словам руководителя проекта Эдды Гшвентер, теоретические модели российских ученых позволили определить, как строить установку, какие у нее должны быть параметры, какие инженерные особенности. "Новосибирцы помогли найти ответы на вопросы, как будет себя вести пучок протонов в плазме, как будет происходить процесс самомодуляции. На основе этих расчетов мы и построили установку, - отметила Гшвентер. - Теперь предстоит работать над качеством пучка и физическими приложениями этого метода. В этом нам также понадобятся работы Института имени Будкера, так как у нас очень много вопросов. Как много мы сможем ускорить частиц? Какой длины должна быть плазменная ячейка? Сколько должно быть таких ячеек? Это крайне важно для проведения будущих экспериментов".

Общество Наука
Добавьте RG.RU 
в избранные источники