Jeden z najväčších projektov fyzikov v CERNe je známy urýchľovač častíc označovaný ako Veľký hadrónový urýchľovač. Od jeho spustenia v roku 2008 pomohol riešiť mnohé problémy časticovej fyziky a priniesol mnohé poznatky. Avšak aj teraz, po vyše 15 rokoch prevádzky, fyzici odhaľujú ďalšie tajomstvá pri zrážaní častíc, ktoré pomôžu nasledujúcim experimentom.
Tajomstvo rezonancie
Po prvýkrát vedci z CERNu v spolupráci s vedeckým centrom GSI Helmholtz pre výskum ťažkých iónov dokázali zmerať spojenú rezonančnú štruktúru, ktorá môže spôsobovať stratu častíc v urýchľovačoch.
Ako uvádza tlačová správa CERNu, s rezonanciou sa stretávame všetci, či už je to napríklad pri počúvaní hudby, alebo len pri hojdaní hojdačky na detskom ihrisku. Avšak vo vysokoenergetických urýchľovačoch môže byť rezonancia problém, ktorý spôsobí, že častice vyletia zo svojho určeného smeru a výsledkom bude strata lúča.
Ale predpovedanie toho, ako rezonancie a nelineárne javy ovplyvňujú časticové lúče, si vyžaduje veľa úsilia a zložitých výpočtov.
Dokázali existenciu rezonancie
Objav vedcov z experimentu Super Proton Synchrotron je veľmi významný, keďže sa im podarilo experimentálne dokázať existenciu konkrétnej rezonančnej štruktúry. Vedci svoje poznatky opísali v štúdii publikovanej v Nature Physics a veria, že tak pomôžu zlepšiť kvalitu nízko a vysokoenergetických lúčov pre Veľký hadrónový urýchľovač, a tiež zariadenie v centre GSI.
„Pri týchto rezonanciách sa stáva, že častice nesledujú cestu, ktorú chceme a potom odletia a stratia sa,“ uvádza Giuliano Franchetti, vedec z GSI a jeden z autorov štúdie.
Myšlienka hľadať rezonancie nie je nová a objavila sa už v roku 2002, keď vedci zistili, že keď zvyšovali v urýchľovačoch intenzitu lúčov, tak začali strácať častice. Počas nasledujúcich rokov sa vyvíjali teórie a simulácie, aby sa tieto rezonancie vôbec pochopili. Podľa Franka Schmidta z CERNu simulácie ukázali, že rezonančné štruktúry sú indukované väzbou v dvoch stupňoch voľnosti a sú jednou z hlavných príčin degradácie lúča.
Trvalo dlho, kým prišli na to, ako tieto rezonancie hľadať a to preto, lebo rezonancie sú „štvorrozmerné“ a vyžadujú meranie v horizontálnej ako aj vo vertikálnej rovine, čo je zmena, keďže vo fyzike urýchľovačov sa často uvažuje iba v jednej rovine.
V samotnom experimente vedci merali približne 3 000 prechodov lúča a skúmali, ako boli častice centrované a vychyľované. Science Alert dodáva, že rezonancie v urýchľovačoch vznikajú v dôsledku nedokonalostí v magnetoch, čím sa vytvára magnetická štruktúra a tá interaguje s časticami.
Ďalej chcú vedci vypracovať teórie, ako sa jednotlivé častice správajú v prítomnosti rezonancií urýchľovača. V konečnom dôsledku im to poskytne nový spôsob, ako zmierniť degradáciu lúča, a tak dosahovať vysokoenergetický tok častíc, ktorý pôjde správnym smerom.
Nahlásiť chybu v článku