Sueños físicos: ¿qué коллайдеры sería el más malo de la Gran адронного?

Si la física de las partículas elementales lograr su propósito, los nuevos aceleradores podrán un día examinar cuidadosamente la una curiosa субатомную en la física de partícula — partícula de higgs. Seis años después de la inauguración de la de las partículas en el Gran colisionador de hadrones, la física planean nuevas máquinas enormes, que se extenderá a decenas de kilómetros de europa, japón o china.

Nuevos коллайдеры: ¿qué se

La Apertura de la субатомной partículas, que revela el origen de la masa, la llevó a completar el modelo Estándar — completa la teoría de la física de partículas. Y también se ha convertido en un importante logro para el TANQUE, en la actualidad, la mayor en el mundo del acelerador — ya que para la búsqueda del bosón de higgs, aunque no sólo, lo construían.

Ahora la física quieren profundizar en el misterio el bosón de higgs en la esperanza de que se convertirá en la clave para resolver prolongadas tareas de la física de partículas. "Хиггс — especial partículas", dice el físico Ифанг wang, director del Instituto de física de altas energías en pekín. "Creemos que Хиггс es una ventana al futuro".

El Gran colisionador de hadrones, él mismo TANQUE, que consta de un anillo de la longitud de 27 kilómetros, dentro de la cual los protones dispersa hasta casi la velocidad de la luz y se enfrentan miles de millones de veces por segundo, casi ha alcanzado el límite de sus posibilidades. Él está bien que lidiar con la detección de higgs, pero no es adecuado para el detallado de su investigación.

Por lo tanto, la física de las partículas elementales requieren de una nueva коллайдера de partículas, diseñado específicamente para ejecutar кучек quarks de higgs. Propuso varios proyectos para estos nuevos y potentes máquinas, y los científicos esperan que estas fábricas de higgs podría ayudar a encontrar soluciones a graves deficiencias del modelo Estándar.

" no es una teoría del universo", dice el físico investigador de partículas galina abramovich, de la universidad de tel aviv. Por ejemplo, esta teoría no explica la materia oscura, desconocido sustancia cuya masa es necesaria para la contabilidad de las observaciones espaciales, tales como el movimiento de las estrellas en las galaxias. Tampoco explica por qué el universo se compone de materia, mientras que la antimateria es extremadamente rara.

Los Partidarios de las nuevas коллайдеров afirman que un estudio cuidadoso del bosón de higgs puede especificar los científicos sobre la forma de resolver estos enigmas. Pero entre los científicos de la búsqueda de nuevos costoso del acelerador no está soportado por todos. Además, no está claro que precisamente podrían encontrar estas máquinas.

el Siguiente en la cola

El Primero en la fila vale la pena el lineal de hadrones en el norte de japón. A diferencia de el TANQUE, en el que las partículas se mueven a lo largo del anillo, МЛК acelera dos rayos de partículas en línea recta, directamente el uno al otro, en toda su 20 km de longitud. Y, en vez de empujar juntos los protones, se empuja a los electrones y a sus socios de антивеществу, los positrones van.

Sin Embargo, en diciembre de 2018, un comité del consejo Científico de japón ha actuado en contra de este proyecto, instando al gobierno de tener cuidado con su apoyo y preguntarse justifican los esperados avances científicos costo коллайдера, que en la actualidad se estima en 5 mil millones de dólares.

Los Partidarios afirman que el plan de МЛК de choque de los electrones y positrones, y no la de los protones, tiene una serie de importantes ventajas. Los electrones y los positrones van — las partículas elementales, es decir, no tienen el menor de los componentes, y los protones se componen de las partículas más pequeñas — quark. Esto significa que la colisión de protones son más confusas y crear más basura inútil de partículas, que tendrá que tamizar a través.

Además, durante las colisiones de protones sólo una parte de la energía de cada electrón en realidad entra en colisión, mientras que en electrón-позитронных коллайдерах partículas transportan en un choque lleno de energía. Esto significa que los científicos pueden configurar la energía de las colisiones para maximizar el número de movimientos de quarks de higgs. Al mismo tiempo, МЛК requerirá sólo 250 mil millones de electrón-voltios para la producción de quarks de higgs, en comparación con 13 billones de electrón-voltios en el TANQUE.

El МЛК "la calidad de los datos será mucho mayor", dice el físico de partículas elementales lyn evans desde el cern de ginebra. Uno de cada 100 accidentes en МЛК va a producir partícula de higgs, mientras que en el TANQUE que esto pasa una vez en 10 mil millones de colisiones.

Se Espera que el gobierno de japón tomará una decisión sobre la коллайдеру en el mes de marzo. Evans dice que si МЛК será aprobado, en su creación de aproximadamente 12 años. Más tarde, el acelerador se puede seguirle el ritmo, para aumentar la energía, la cual se puede lograr.

El cern hay planes para crear una similar de la máquina — Compacto de la línea de коллайдера (CLIC). Él también va a empujar a los electrones y los positrones van, pero con energías más altas, que МЛК. Su energía se comenzará con 380 mil millones de electrón-voltios y se incrementará hasta los 3 billones de electrón-voltios en serie de actualizaciones. Para alcanzar estas altas energías, es necesario desarrollar una nueva tecnología de aceleración de partículas, y significa CLIC aparece claramente no antes МЛК, dice evans, jefe de la colaboración de investigadores de ambos proyectos.

Correr en círculo

Los otros Dos previstos коллайдера, en china y en europa, se redondos, como un TANQUE, pero es mucho más: cada círculo de 100 kilómetros. Es lo suficientemente grande el círculo, para que haga doble envuelva el país de liechtenstein. Es casi la longitud de la carretera de circunvalación de moscú.

Circular electrónica-позитронный de hadrones, el lugar de la construcción que en china aún no se va a empujar a los electrones y los positrones van a 240 mil millones deel electrón-voltio, según conceptual el plan, presentado oficialmente en el mes de noviembre y protegido van y el Instituto de física de altas energías. Este acelerador puede ser más adelante se actualiza para stalkivaniya de protones a altas energías. Los científicos dicen que podría iniciar la construcción de esta máquina costo de 5-6 mil millones de dólares en 2022 y completar hasta el año 2030.

Y en el Cern, propuesto por el Futuro de la circular de hadrones, bca, también se involucra en el trabajo por etapas, empujando los electrones de los positrones, y más tarde los protones. El objetivo final es llegar a las colisiones de protones en 100 billones de electrón-voltios, que es más de siete veces superior a la energía del TANQUE.

Mientras tanto, los científicos han cerrado el DEPÓSITO de dos años, que actualiza la máquina para el trabajo en una energía más alta. En el año 2026 ganará el DEPÓSITO de alta luminancia, que aumentará la tasa de colisiones de protones por lo menos cinco veces.

Retrato de higgs

Cuando el TANQUE fue construido, los científicos estaban bastante seguros de que encontrarán con su medio de partícula de higgs. Pero con las nuevas máquinas no está claro que las nuevas partículas buscar. Se acaba de catalogar, cuánto Хиггс interactúa con otras partículas conocidas.

La Medición de las interacciones de higgs pueden confirmar las expectativas del modelo Estándar. Pero si la observación se diferir de las expectativas, la discrepancia puede ser indirectamente indicar la presencia de algo nuevo, tal como las partículas que componen la materia oscura.

Algunos de los científicos esperan que ocurra algo inesperado. Porque el mismo partícula de higgs es una adivinanza: estas partículas se acumulan en el líquido, similar a la melaza. ¿Por qué? No tenemos ni idea, dice el físico teórico de partículas de michael Пескин de la universidad de stanford. Este líquido que impregna el Universo reduciendo la velocidad de las partículas y dándoles el peso.

Un enigma radica en el hecho de que la masa del higgs en un millón de millones inferior a lo esperado. Esta rareza se puede hablar de que existen otras partículas. Anteriormente, los científicos pensaron que podrían responder a los problemas de higgs con la ayuda de la teoría de la llamada súper simetría — consonante que cada partícula tiene una más pesado de la pareja. Pero esto no sucede, debido a que el TANQUE no se ha encontrado ningún rastro de суперсимметричных de partículas.

Los Futuros коллайдеры pueden encontrar testimonios de llamada súper simetría o de otra manera hacer alusión a las nuevas partículas, pero en esta ocasión, los científicos no van a hacer promesas. Ahora están más ocupados en el desarrollo de prioridades y la incorporación de los argumentos en favor de nuevos коллайдеров y otros experimentos de física de partículas elementales. Una cosa es cierta: los aceleradores de explorar un territorio desconocido con resultados impredecibles.

No te pierdas las actualizaciones sobre este tema en nuestros canales de