Përplasësi në Rusi përshpejton grimcat në rrezet e përplasjes (përplasës nga fjala përplas, në përkthim - të përplasesh). Është e nevojshme për të studiuar produktet e ndikimit të këtyre grimcave me njëra-tjetrën, në mënyrë që shkencëtarët t'u japin energji të fortë kinetike grimcave elementare të materies. Ato gjithashtu merren me përplasjen e këtyre grimcave, duke i drejtuar ato kundër njëra-tjetrës.
Historia e Krijimit
Ka disa lloje përplasësish: rrethore (për shembull, LHC - Large Hadron Collider në CERN Evropian), linear (projektuar nga ILC).
Teorikisht, ideja për të përdorur përplasjen e trarëve u shfaq disa dekada më parë. Wideröe Rolf, një fizikant nga Norvegjia, mori një patentë në Gjermani në 1943 për idenë e përplasjes së trarëve. Ajo u botua vetëm dhjetë vjet më vonë.
Në vitin 1956, Donald Kerst bëri një propozim për të përdorur përplasjen e rrezeve të protonit për të studiuar fizikën e grimcave. Ndërsa Gerard O'Neill mendoi të përfitonte nga akumulimiunaza për të marrë rreze intensive.
Puna aktive në projektin për krijimin e një përplasësi filloi njëkohësisht në Itali, Bashkimin Sovjetik dhe Shtetet e Bashkuara (Frascati, INP, SLAC). Përplasësi i parë që u lëshua ishte përplasësi elektron-pozitron AdA, i ndërtuar nga Tushekavo Frascati.
Në të njëjtën kohë, rezultati i parë u publikua vetëm një vit më vonë (në 1966), krahasuar me rezultatet e vëzhgimit të shpërndarjes elastike të elektroneve në VEP-1 (1965, BRSS).
Përplasësi i Hadronit Dubna
VEP-1 (përplasja e rrezeve të elektroneve) është një makinë që u krijua nën drejtimin e qartë të G. I. Budker. Disa kohë më vonë, trarët u morën në përshpejtuesin në Shtetet e Bashkuara. Të tre këta përplasës ishin testues, ata shërbyen për të demonstruar mundësinë e studimit të fizikës së grimcave elementare duke i përdorur ato.
Përplasësi i parë hadron është ISR, sinkrotroni i protonit, i lëshuar në 1971 nga CERN. Fuqia e tij e energjisë ishte 32 GeV në rreze. Ishte i vetmi përplasës linear që funksiononte në vitet nëntëdhjetë.
Pas nisjes
Një kompleks i ri përshpejtimi po krijohet në Rusi, në bazë të Institutit të Përbashkët për Kërkime Bërthamore. Quhet NICA - objekti Ion Collider i bazuar në Nuclotron dhe ndodhet në Dubna. Qëllimi i ndërtesës është të studiojë dhe zbulojë veti të reja të lëndës së dendur të barioneve.
Pasi të ndizet makina, shkencëtarët nga Instituti i Përbashkët për Kërkime Bërthamore nëDubna pranë Moskës do të jetë në gjendje të krijojë një gjendje të caktuar të materies, e cila ishte Universi në momentet e tij të para pas Big Bengut. Kjo substancë quhet plazma kuark-gluon (QGP).
Ndërtimi i kompleksit në një objekt të ndjeshëm filloi në vitin 2013 dhe nisja është planifikuar për vitin 2020.
Detyrat kryesore
Posaçërisht për Ditën e Shkencës në Rusi, stafi i JINR përgatiti materiale për ngjarje edukative të destinuara për nxënësit e shkollave. Tema quhet "NICA - Universi në Laborator". Sekuenca e videos me pjesëmarrjen e akademikut Grigory Vladimirovich Trubnikov do të tregojë për kërkimet e ardhshme që do të kryhen në përplasësin e Hadronit në Rusi në një komunitet me shkencëtarë të tjerë nga e gjithë bota.
Detyra më e rëndësishme me të cilën përballen studiuesit në këtë fushë është të studiojnë fushat e mëposhtme:
- Vetitë dhe funksionet e ndërveprimeve të ngushta të komponentëve elementare të modelit standard të fizikës së grimcave me njëri-tjetrin, domethënë studimi i kuarkeve dhe gluoneve.
- Gjetja e shenjave të një tranzicioni fazor midis QGP dhe materies hadronike, si dhe kërkimi i gjendjeve të panjohura më parë të materies barionike.
- Puna me vetitë themelore të ndërveprimeve të ngushta dhe simetrisë QGP.
Pajisje të rëndësishme
Esenca e përplasësit të hadronit në kompleksin NICA është të sigurojë një spektër të madh rrezesh: nga protonet dhe deuteronet, deri te rrezet që përbëhen nga jone shumë më të rëndë, siç është bërthama e arit.
Jonet e rënda do të përshpejtohen në gjendje energjie deri në 4,5 GeV/nukleon, dhe protone - deri në dymbëdhjetë e gjysmë. Zemra e përplasësit në Rusi është përshpejtuesi Nuclotron, i cili ka funksionuar që nga viti nëntëdhjetë e tretë i shekullit të kaluar, por është përshpejtuar ndjeshëm.
Përplasësi NICA ofron disa mënyra ndërveprimi. Njëra për të studiuar se si jonet e rënda përplasen me detektorin MPD dhe tjetra për të kryer eksperimente me rreze të polarizuara në objektin SPD.
Përfundimi i ndërtimit
U vu re se në eksperimentin e parë marrin pjesë shkencëtarë nga vende të tilla si SHBA, Gjermania, Franca, Izraeli dhe, natyrisht, Rusia. Aktualisht po punohet në NICA për instalimin dhe sjelljen e pjesëve individuale në gjendje pune aktive.
Ndërtesa për përplasësin e hadronit do të përfundojë në vitin 2019, dhe instalimi i vetë përplasësit do të kryhet në vitin 2020. Në të njëjtin vit, do të fillojë puna kërkimore për studimin e përplasjes së joneve të rënda. E gjithë pajisja do të jetë plotësisht funksionale në vitin 2023.
Përplasësi në Rusi është vetëm një nga gjashtë projektet në vendin tonë që janë vlerësuar me klasën e megashkencës. Në vitin 2017, qeveria ndau pothuajse katër miliardë rubla për ndërtimin e kësaj makine. Kostoja e ndërtimit bazë të makinës u vlerësua nga ekspertët në njëzet e shtatë miliardë e gjysmë rubla.
Epokë e re
Vladimir Kekelidze, drejtor i fizikantëve në Laboratorin e Energjisë së Lartë JINR, beson se projekti i përplasjes në Rusi do t'i japë vendit mundësinë për t'u ngritur në nivelin më të lartëpozicione në fizikën e energjisë së lartë.
Kohët e fundit u zbuluan gjurmë të "fizikës së re", të cilat u fiksuan nga Përplasësi i Madh i Hadronit dhe ato shkojnë përtej Modelit Standard të mikrokozmosit tonë. U deklarua se "fizika e re" e sapo zbuluar nuk do të ndërhynte në funksionimin e përplasësit.
Në një intervistë, Vladimir Kekelidze shpjegoi se këto zbulime nuk do të zhvlerësonin punën e NICA, pasi vetë projekti u krijua kryesisht për të kuptuar saktësisht se si dukeshin momentet fillestare të lindjes së Universit, dhe gjithashtu çfarë kushtesh për kërkime, të cilat janë të disponueshme në Dubna, nuk ekzistojnë askund tjetër në botë.
Ai tha gjithashtu se shkencëtarët e JINR po zotërojnë aspekte të reja të shkencës, në të cilat ata janë të vendosur të marrin një pozicion udhëheqës. Se po vjen një epokë në të cilën jo vetëm po krijohet një përplasës i ri, por një epokë e re në zhvillimin e fizikës së energjisë së lartë për vendin tonë.
Projekti ndërkombëtar
Sipas të njëjtit drejtor, puna në NICA, ku ndodhet Hadron Collider, do të jetë ndërkombëtare. Sepse kërkimet e fizikës me energji të lartë në kohën tonë kryhen nga ekipe të tëra shkencore, të cilat përbëhen nga njerëz nga vende të ndryshme.
Punonjës nga njëzet e katër vende të botës kanë marrë tashmë pjesë në punën për këtë projekt në një objekt të sigurt. Dhe kostoja e kësaj mrekullie është, sipas vlerësimeve të përafërta, pesëqind e dyzet e pesë milionë dollarë.
Përplasësi i ri do të ndihmojë gjithashtu shkencëtarët të kryejnë kërkime në fushat e materies së re, shkencës së materialeve, radiobiologjisë, elektronikës, terapisë me rreze dhe mjekësisë. PërveçPërveç kësaj, e gjithë kjo do të përfitojë nga programet e Roscosmos, si dhe nga përpunimi dhe asgjësimi i mbetjeve radioaktive dhe krijimi i burimeve më të fundit të teknologjisë dhe energjisë kriogjene që do të jenë të sigurta për t'u përdorur.
Bozoni Higgs
Bozoni Higgs është e ashtuquajtura fusha kuantike Higgs, e cila shfaqet me domosdoshmëri në fizikë, ose më mirë, në modelin e tij standard të grimcave elementare, si pasojë e mekanizmit Higgs të thyerjes së paparashikueshme të simetrisë së dobët. Zbulimi i tij ishte përfundimi i modelit standard.
Në kuadrin e të njëjtit model, ai është përgjegjës për inercinë e masës së grimcave elementare - bozoneve. Fusha Higgs ndihmon për të shpjeguar shfaqjen e një mase inerciale në grimca, domethënë bartës të ndërveprimit të dobët, si dhe mungesën e masës në bartës - një grimcë e ndërveprimit të fortë dhe elektromagnetik (gluon dhe foton). Bozoni Higgs në strukturën e tij e zbulon veten si një grimcë skalare. Kështu, ai ka zero rrotullim.
Hapja e fushës
Ky bozon u aksiomatizua në vitin 1964 nga një fizikan britanik i quajtur Peter Higgs. E gjithë bota mësoi për zbulimin e tij duke lexuar artikujt e tij. Dhe pas gati pesëdhjetë vitesh kërkime, pra në vitin 2012, më 4 korrik, u zbulua një grimcë që i përshtatet këtij roli. Ai u zbulua si rezultat i hulumtimit në LHC, dhe masa e tij është afërsisht 125-126 GeV/c².
Të besosh se kjo grimcë e veçantë është i njëjti bozon Higgs, ndihmon arsye mjaft të mira. Në vitin 2013, në mars, studiues të ndryshëm nga CERNraportoi se grimca e gjetur gjashtë muaj më parë është në të vërtetë bozoni Higgs.
Modeli i përditësuar, i cili përfshin këtë grimcë, bëri të mundur ndërtimin e një teorie kuantike të fushës të rinormalizueshme. Dhe një vit më vonë, në prill, ekipi CMS raportoi se bozoni Higgs kishte një gjerësi të zbërthimit më të vogël se 22 MeV.
Vetitë e grimcave
Ashtu si çdo grimcë tjetër nga tabela, bozoni Higgs i nënshtrohet gravitetit. Ka ngarkesa ngjyrash dhe energjie elektrike, si dhe, siç u përmend më herët, ka një rrotullim zero.
Ka katër kanale kryesore për shfaqjen e bozonit Higgs:
- Pasi ndodh shkrirja e dy gluoneve. Ai është kryesori.
- Kur çiftet WW- ose ZZ- bashkohen.
- Me kushtin e shoqërimit të një bozon W- ose Z-.
- Me kuarkët kryesorë të pranishëm.
Ai zbërthehet në një palë b-antikuarku dhe b-kuark, në dy palë elektron-pozitron dhe/ose muon-antimuon me dy neutrino.
Në vitin 2017, në fillim të korrikut, në një konferencë me pjesëmarrjen e EPS, ATLAS, HEP dhe CMS, u dha një mesazh se më në fund kishin filluar të dukeshin aludime të dukshme se bozoni Higgs po zbërthehej në një çifti b-kuark- antikuark.
Më parë, ishte joreale ta shihje këtë me sytë e tu në praktikë për shkak të vështirësive me ndarjen e prodhimit të të njëjtave kuarke në një mënyrë të ndryshme nga proceset në sfond. Modeli fizik standard thotë se një prishje e tillë është më e shpeshta, pra në më shumë se gjysmën e rasteve. U hap në tetor 2017vëzhgim i besueshëm i sinjalit të prishjes. Një deklaratë e tillë është bërë nga CMS dhe ATLAS në artikujt e tyre të publikuar.
Ndërgjegjja e masave
Grimca e zbuluar nga Higgs është aq e rëndësishme sa Leon Lederman (Laureati i Nobelit) e quajti atë grimca e Zotit në titullin e librit të tij. Edhe pse vetë Leon Lederman, në versionin e tij origjinal, propozoi "Grimcat e Djallit", por redaktorët e refuzuan propozimin e tij.
Ky emër joserioz përdoret gjerësisht në media. Edhe pse shumë shkencëtarë nuk e miratojnë këtë. Ata besojnë se emri "boson i shisheve të shampanjës" do të ishte shumë më i përshtatshëm, pasi potenciali i fushës së Higgs i ngjan fundit të kësaj shisheje dhe hapja e saj patjetër do të çojë në kullimin e plotë të shumë shisheve të tilla.
