Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 968

Будущее ускорителей частиц уже наступило

Будущее ускорителей частиц уже наступило
В работе электронно-ионного коллайдера используются экологически чистые ускорители, которые не тратят энергию впустую, а также применяют киральный магнитный эффект - пишет eurekalert.org со ссылкой на Physical Review Letters.

В работе электронно-ионного коллайдера используются экологически чистые ускорители, которые не тратят энергию впустую, а также применяют киральный магнитный эффект - пишет eurekalert.org со ссылкой на Physical Review Letters.

Когда в январе 2020 года электронно-ионный коллайдер получил разрешение на работу, он стал единственным новым крупным ускорителем в разработке в мире.

«Все звезды сошлись, - сказала Эльке-Кэролайн Ашенауэр, штатный научный сотрудник Брукхейвенской национальной лаборатории и руководитель разработки планов электронно-ионного коллайдера (EIC). - У нас есть технология для создания этого уникального ускорителя частиц и детектора для проведения измерений, которые вместе с лежащей в основе теорией могут впервые дать ответы на давние фундаментальные вопросы ядерной физики».

EIC - не единственный проект в Брукхейвене, способный изменить физику ядер и элементарных частиц. Предстоящие данные с коллайдера релятивистских тяжелых ионов могут наконец обнаружить неуловимый киральный магнитный эффект. Между тем запланированные ускорители могут работать на устойчивой энергии, что резко отличается от сегодняшних машин.

На пресс-конференции во время апрельского совещания APS 2021 года исследователи обсудят, как передовые ускорители могут противоречить потреблению энергии и нашим предположениям о природе материи.

«Научные достижения EIC помогут нам всем понять, откуда мы пришли и как видимая материя вокруг нас состоит из элементарных строительных блоков», - сказал Ашенауэр.

Ускоритель и детектор будут служить своего рода камерой, снимающей трехмерные изображения и видеоролики столкновения электронов с поляризованными протонами и ионами. Подобно компьютерному сканеру атомов, EIC позволит ученым увидеть, как несущие силу глюонные частицы удерживают вместе кварки - внутренние компоненты протонов и нейтронов. Это также даст представление о вращении элементарных частиц.

Ашенауэр предоставит обновленную информацию о статусе за первый год проекта EIC и обзор своего экспериментального оборудования. EIC будет построен на коллайдере релятивистских тяжелых ионов, который вскоре сам по себе даст важные результаты.

Летом 2021 года анализ данных, вероятно, завершится экспериментом по поиску убедительных доказательств кирального магнитного эффекта. Этот предложенный эффект помогает объяснить многие фундаментальные особенности Стандартной модели и может раскрыть, почему наша Вселенная содержит в подавляющем большинстве больше материи, чем антивещества, что имеет решающее значение для человеческого существования.

Цзиньфэн Ляо, физик-ядерщик из Индианского университета в Блумингтоне, поделится ключевыми предсказаниями о том, что может раскрыть эксперимент.

«Сигнатуры, предсказанные нашим теоретическим исследованием, демонстрируют явное обещание однозначно установить существование кирального магнитного эффекта в эксперименте со столкновениями изобар», - сказал Ляо.

Ляо и его коллеги создали специальный вычислительный инструмент на основе гидродинамики для моделирования экспериментальных столкновений и любых изменений, которые может вызвать киральный магнитный эффект. Они показывают, что новый эксперимент имеет больше шансов обнаружить эффект, чем предыдущие попытки, которые долгое время подвергались слабым сигналам и сильному фоновому загрязнению.

Георг Хоффштеттер, профессор Корнельского университета, поделился результатами испытательного ускорителя Cornell-BNL Test Accelerator, или CBETA, первого в мире, который многократно ускоряет пучок при одновременном питании за счет повторного использования энергии пучка. Это дополнительно снижает потребность в электроэнергии с помощью сверхпроводящего и магнитного оборудования.

Технология линейных ускорителей рекуперации энергии, которая позволяет использовать испытательный ускоритель, может привести к созданию более мелких ускорителей частиц с более высокими токами пучка и меньшим потреблением энергии.

«Люди могут получить выгоду от промышленного применения линейных ускорителей для рекуперации энергии, используя более совершенные компьютерные чипы, излечиваясь в центрах лучевой терапии, которые направляют лучи с помощью постоянных магнитов, или путем вдыхания медицинских изотопов, произведенных на ускорителях», - сказал Хоффштеттер.

Основываясь на успехе испытательного ускорителя, его главный исследователь и старший физик Брукхейвена Деян Трбоевич представит проекты нового коллайдера зеленой энергии. Частицы движутся по лучевым линиям беговой дорожки, сформированным из высококачественных постоянных магнитов, не требующих использования электроэнергии.

«Зеленый ускоритель» показывает совершенно новый способ ускорения частиц с очень жестким контролем их движения и с чрезвычайно высоким диапазоном энергий. Ранее это еще никогда не делалось», - сказал Трбоевич.

Он продемонстрирует, как EIC, а также аналогичный ускоритель, рассматриваемый на Большом адронном коллайдере, может включать в себя функции энергосбережения.

[Фото: eurekalert.org]

Источник: www.eurekalert.org

большой адронный коллайдер киральный магнитный эффект ускорители частиц электронно-ионный коллайдер энергия

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.