Цей прорив може кардинально змінити те, як ми вивчаємо частки

Цей прорив може кардинально змінити те, як ми вивчаємо частки
ЦЕРН
Група з більш ніж 80 інженерів і фізиків успішно продемонструвала нову техніку, яка могла б зробити потужні прискорювачі ще доступнішими для дослідників.

ПРИСКОРЮВАЧ НАСТУПНОГО РІВНЯ. Прискорювачі часток - величезні об'єкти, такі як Fermilab і CERN - дуже корисні. Вони можуть навчити нас того, як сформувалася Всесвіт, допомогти нам зрозуміти наш світ на субатомному рівні і допомогти відкрити медичні прориви. І тепер група з більш ніж 80 інженерів і фізиків успішно продемонструвала нову техніку, яка могла б зробити потужні прискорювачі ще доступнішими для дослідників.

Група, відома як AWAKE Collaboration, опублікувала своє дослідження в середу в журналі Nature.

ЗУСТРІЧ плазмові ХВИЛІ. Завдання прискорювача частинок полягає в збільшенні швидкості і енергії пучка частинок. Більшість прискорювачів частинок роблять це, створюючи електричні і магнітні поля, які прискорюють і управляють променями частинок по довжині прискорювача.

Як тільки частинки рухаються славно і швидко, ми можемо зачинити їх у речі, зламати їх в процесі, по суті, розбити їх і дати нам можливість побачити їх внутрішню роботу. Це корисно для досліджень в галузі загальної фізики - ми завжди намагаємося з'ясувати більше про субатомному світі, але прискорювачі також мають додатки в ряді галузей, включаючи медицину і енергію.

Кілька прискорювачів, однак, використовують техніку, звану прискоренням вейк-фаз плазми, для прискорення частинок. Інтенсивний лазерний імпульс або група електронів, що рухаються зі швидкістю світла, створює хвилю в плазмі (хвильове поле), на якій частинки можуть їздити, подібно субатомних серферів, для збільшення їх швидкості і енергії.

В новому дослідженні AWAKE Collaboration докладно описує успішну демонстрацію використання протонів (а не електронів) для створення цієї плазмової хвилі. Цей перехід до протонів може просувати частки до більш високих рівнів енергії на одній стадії прискорення, пишуть дослідники. Інші форми прискорення поля в плазмі тягнуть за собою кілька ступенів, щоб досягти тих же рівнів енергії.

Дослідники вважають, що їх метод на основі протонів може дозволити нам створювати прискорювачі, які в майбутньому будуть менше і могутніше.

ПІДВИЩЕНИЙ ДОСТУП. Для виявлення частки бозона Хіггса дослідники повинні були використовувати Великий адронний коллайдер (LHC), прискорювач, сформований в петлю довжиною 27 кілометрів (16,7 миль).

Побудова таких потужних прискорювачів частинок не є ні легким, ні дешевим - LHC зайняв 10 років і обійдеться приблизно в 5 мільярдів доларів, тому їх просто не так багато. Це може означати, що не кожен дослідник, який хоче провести експеримент на найпотужнішому прискорювачі, має можливість зробити це.

Незважаючи на те, що дослідження групи AWAKE все ще знаходяться на ранніх стадіях, тепер ми знаємо, що можливо прискорення плазмового прискорення на основі протонів. Це означає, що ми можемо почати планувати час, коли більш потужні прискорювачі стануть більш доступними. І, сподіваюся, ця доступність в найближчому майбутньому призведе до ще більш вражаючим характеристикам частинок.

Джерела: Nature Research

Автор: Крістін Хаузер
Читайте також:
ОСТАННІ КОМЕНТАРІ