Пять тайн, кои обязан разгадать Объемной адронный коллайдер

    Ежели что, бозон Хиггса остался в 2012 году. Самый массивный ускоритель частиц во всем мире начнет ишачить максимально вскоре, и ему же предстоит заняться поиском ответов на альтернативные вопросцы — от «вимпов» перед началом «страпелек». Добавочная мощность, которой обзавелся Объемной адронный коллайдер за время перерыва, может открыть двери в неисследованные миры науки частиц.

    Пять тайн, кои обязан разгадать Объемной адронный коллайдер

    Объемной адронный коллайдер, либо БАК, начнет ишачить уже в этом месяце опосля двухгодового перерыва и обновления. Столкновения атомов будут происходить с двойной силой. Наиболее высоченные энергии откроют путь ученым к доныне неслыханным крупицам, может быть.

    «Для БАК начинается неописуемая фаза поиска физики за пределами знаменитой нам», — разговаривает научный исследователь сенсора ATLAS Мартин Севьор из Мельбурнского вуза.

    Перезапуск последовал за интенсивной трехлетней исследовательской программкой, кульминацией которой предстало обнаружение неуловимого бозона Хиггса, крупицы, ответственной за создание поля Хиггса, наделяющего тривиальные крупицы толпой.

    «Мы ждали определить бозон Хиггса, так как Обычная фотомодель физики простых частиц максимально неплоха, и существовало бы удивительно, если б мы и не отыскали его. Сейчас мы отправляемся на наиболее высоченные энерго уровни и с нетерпением ждем момента, когда увидим, что там».

    Будем уповать, коллайдер дозволит физикам определить нечто, чего же они и не ждут определить. Все, об чем речь пойдет ниже, существовало бы увлекательно найти на коллайдере. Однако будет гораздо увлекательнее найти что-то, об чем даже и помыслить нельзя.

    Осознание черной материи

    Черная материя составляет 75% всей материи Вселенной, однако ученые до сего времени понятия и не имеют, что же все-таки это такое, поэтому и именуют эту материю черной.

    «Впервые астрологи нашли эту черную материю, когда сообразили, что гравитационного притяжения будет недостаточно, дабы задерживать суперзвезды на орбите вокруг галактического центра вместе», — разговаривает Севьор.

    Ежели ученые правы, крупицы черной материи обязаны быть обнаружены на наиболее больших энергетических уровнях, кои стали вероятны с БАК. Главный кандидат на частичку черной материи — это WIMP, «вимп», малосильно взаимодействующая громоздкая частичка. Вимпы умеют представлять собой суперсимметричные крупицы, зеркальные отражения обыкновенных частиц вроде электронов и кварков.

    Наше сегодняшнее осознание физики частиц, узнаваемое как только Обычная фотомодель, ладно ишачит для разъяснения большинства вещей в субатомном мире. Однако уравнения начинают ломаться свыше энергии в терраэлектрон-вольтовом измерении, поэтому ученым эдак немаловажно разогнать коллайдер перед началом больших энергий.

    Пять тайн, кои обязан разгадать Объемной адронный коллайдер

    «Чтобы растолковать это же, теоретики выдумали суперсимметрию, которая изумительно предвещает крупицы с таковыми же качествами, что и черная материя. Поэтому суперсимметрия является ведущим кандидатом на фотомодель физики опосля Обычной фотомодели, хотя никаких доказательств суперсимметрии мы пока что и не получили».

    Как только насчет антиматерии?

    Антиматерия — это же то же самое, что и традиционная материя, лишь с обратным зарядом.

    Ученые полагают, что в ходе Немалого Взрыва во Вселенной образовалось равное количество материи и антиматерии, потому они обязаны были взаимно уничтожиться практически одномоментно. Однако так как мы существуем в вещественном мире, ученые считают, что обязаны быть стройные разницы в характеристиках материи и антиматерии.

    CERN уже произвел маленькие количества антиматерии. В процессе единого опыта ученые собрали 309 атомов антиводорода, однако так как материя и антиматерия аннигилируют во вспышке энергии при контакте, антиводород пропал спустя наименее чем 17 минут.

    Перезапуск дозволит ученым продолжить исследование оригинальных качеств антиматерии с наибольшей детализацией.

    «Мы даже сможем познать, реагирует ли антиводород на гравитацию, — разговаривает Севьор. — Это непростой, однако увлекательный тест для базовой физики. Мы ожидаем, что антивещество ускоряется в ответ на гравитацию эдак же, как только и материя, однако никто сего и не проделывал ранее; ежели нет, это же может перевернуть работу гравитации с ног на голову».

    Исследование гравитации и доп измерений пространства-времени

    Ученые намерены осознать, посему гравитация эдак различается от остальных сил природы. Полностью может быть, что мы и не чувствуем на самому себе комплексный спецэффект гравитации, так как она распространяется в доп измерениях.

    Ученые полностью умеют познать все больше о этих доп измерениях, следя за частичками, кои умеют существовать исключительно в их и настоящи.

    «Вместо суперсимметрии в качестве фундаментально новейшей физики мы можем получить добавочные измерения, — говорит Севьор. — Теории подразумевают, что в остальных измерениях умеют быть наиболее томные версии обычных частиц — частицы Калуцы — Клейна, владеющие наибольшей толпой, чем обычные частицы».

    Эти крупицы умеют быть выявлены лишь при высокоэнергетических столкновениях.

    Производство темных дыр

    Темные прорехи — это же пространства, в каких гравитация так сильна, что даже свет и не может них покинуть.

    Астральные темные прорехи образовываются, когда громоздкая гравитация суперзвезды приводит к тамошнему, что ее ядро неожиданно разрушается, коллапсирует само в себя, образовывает точку невозвращения. Сверхмассивные темные прорехи в центрах галактик могу быть в миллионы либо млрд раз все больше Солнца по толпе.

    Ученые представили, что микроскопичные либо квантовые темные прорехи, кои все меньше атома, умеют существовать, ежели есть добавочные укромные измерения.

    До сего времени БАК и не произвел никаких микроскопичных темных дыр, а уж если б и произвел, то они могли быть так минимальны, что улетучились бы за 10^-27 секунд, распавшись на нормальные либо суперсимметричные крупицы.

    «Если БАК вправду создаст микроскопичные темные прорехи, это же будет подтверждением доп измерений, и причудливые следы от них возникновения будет не сложно заметить», — разговаривает Севьор.

    То, что найдут ученые, будет зависеть от цифры доп измерений, массы темной прорехи, объема измерений и энергии, при которой возникнет темная прореха.

    Есть ли страпельки?

    Как только и темные прорехи, бытует очередная теоретическая угрозу высокоэнергетических столкновений на БАК — страпельки-убийцы (killer-strangelet).

    Пять тайн, кои обязан разгадать Объемной адронный коллайдер

    Страпельки («странные капельки»)— это же гипотетичные субатомные фрагменты необычной материи, состоящей практически целиком из верхних, нижних и странноватых кварков, кои в согласовании с теорией стают тем самым стабильнее, чем все больше увеличиваются.

    Одна из теорий подразумевает, что страпельки умеют сконфигурировать стандартную материю за тысячную долю секунды, уничтожив Планету земля, превратив ее в огромную страпельку-убийцу.

    Однако Севьор разговаривает, что это же навряд ли произойдет.

    «Надеюсь, мы обнаружим это же, так как это же позарез увлекательно. И я нисколечко и не обеспокоен, так как Планета земля и альтернативные планетки бомбардируются высокоэнергетическими лучами, и если б это же странноватое вещество превращало стандартную материю в страпельки, она бы издавна убила все млрд лет назад».

    «Тот факт, что мы все гораздо тут, хорошо обосновывает, что и не об чем переживать».

    Как только ишачит Объемной адронный коллайдер?

    Наибольший во всем мире ускоритель простый частиц воображает собой 27-километровой подземное кольцо, расположенное на границе меж Францией и Швейцарией.

    Объект ценой в 10 млрд баксов руководствуется ЦЕРН, Европейской организацией ядерных исследовательских работ и сталкивает субатомные крупицы вместе практически на скорости света.

    Для столкновения употребляется две соседствующие трубы, лучевые полосы, снаряженные сильными сверхпроводящими электромагнитами, охлаждаемыми водянистым гелием перед началом температуры ниже -271 градусов по Цельсию. Этакий самому себе наибольший холодильник на планетке.

    Эти магниты направляют пучки протонов либо атомных ядер по каждой из линий в обратных направлениях. Столкновения частиц происходят в четверых циклопических подземных сенсорах, расположенных в пространствах пересечений лучевых линий.

    Первые пучки протонов были высланы по кольцу БАК 10 сентября 2008 года, однако спустя девять дней неисправность в электромагнитном соединении привела к утечке водянистого гелия и взрыва, который закрыл объект на год.

    В ноябре 2009 года все началось опять, однако мощность снизили. Сначала 2013 года БАК был закрыт на увеличение мощности с 8 ТэВ перед началом 14 ТэВ. Электрон-вольт — мера энергии, расходуемая в области физики частиц для распознавания количества энергии, которую получает один электрон при убыстрении при помощи единого вольта электромагнитной разности потенциалов.

    «Если мы запустим электрон с финала 1,5-вольтовой батарейки, он получит 1,5 электрон-вольт кинетической энергии, — говорит Севьор. — Это же намного слабее, чем укус комара, вы его и не заметите, однако ежели в вас попадет луч с мегаваттом энергии, он прожжет в вас отверстие».