Адронды Коллайдер Протондар жарық жылдамдығына дейін үдетілген кезде не болады?! Үлкен адрон коллайдері (lhc)
жүктеу/скачать 280.61 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Үлкен адрон коллайдері (LHC)
- ATLAS және CMS
- TOTEM, LHCf және MoEDAL
|
Қазақ ұлттық қыздар педагогикалық университеті МӨЖ Тақырыбы: Андронды Коллайдер Орындаған: Серікмұрат А.А. Тексерген: Ершина А.К. Алматы 2023 Адронды Коллайдер Протондар жарық жылдамдығына дейін үдетілген кезде не болады?! Үлкен адрон коллайдері (LHC) — бұрын-соңды жасалған бөлшектердің ең үлкен және ең қуатты үдеткіші. Ол Протондарды жарық жылдамдығына дейін — сағат тілімен және сағат тіліне қарсы жылдамдатады, содан кейін оларды соқтығысады. Бөлшектердің соқтығысу нүктелерінде төрт негізгі детектор бар: ATLAS, CMS, LHCb және ALICE, олар осы соқтығысулардың сынықтарын тіркейді. Сонымен қатар, бірнеше қосалқы қондырғылар бар. Осы күрделі құрылғылардың барлығы қандай мәселелерді шешетінін айтамыз. ATLAS және CMS ATLAS және CMS — физиканың кең ауқымды мәселелерін шешуге арналған екі жалпы мақсаттағы детектор — жаңа бөлшектерді (соның ішінде осы уақытқа дейін табылмаған қараңғы материяның құрамдас бөліктерін) ашудан бастап, қосымша өлшемдер, гравитондар және микроскопиялық қара тесіктер сияқты экзотикалық құбылыстарды іздеуге дейін. Дәл осы қондырғылардың көмегімен 2012 жылы Хиггс бозоны ашылды. 7000 тонналық Atlas детекторы (A Toroidal LHC ApparatuS)-бұрын-соңды жасалған ең үлкен көлемді бөлшектер детекторы. Оның ортасында үдетілген бөлшектердің шоғырлары соқтығысады танк, нәтижесінде соқтығысу нүктесінен барлық бағытта ұшатын жаңа бөлшектер пайда болады. Детектор жүйелері олардың траекториясын, импульсін және энергиясын түсіреді. CMS (Compact Muon Solenoid) детекторы диаметрі 6 метр және ұзындығы 12,5 метр цилиндрдің ішінде және сыртында күшті 4 тесла магнит өрісін жасайтын үлкен магниттің айналасында салынған. Цилиндрдің ішіне трек детекторлары мен калориметрлер орналастырылған, ал сыртқы өріс муондарды — теріс заряды бар тұрақсыз бөлшектерді бұру үшін қолданылады. Детектордың ортасынан шыққан бұл бөлшектер S әрпіне ұқсас траекторияны сызады. Муондарды тіркеуге мұндай назар аудару кездейсоқ емес. Жоғары энергиялы муондар протондар соқтығысқан кезде электрлік әлсіз өзара әрекеттесулерге немесе экзотикалық бөлшектерге байланысты қызықты нәрсе болғанын көрсетеді. LHCb Lhcb (Large Hadron Collider beauty) эксперименті зат пен антиматерия арасындағы шамалы айырмашылықтарды зерттеуге маманданған. Ол и-кварктар және И-антикварктар (немесе сүйкімді кварктар мен антикварктар) деп аталатын бөлшектерді бекітеді. В - кварктар бүгінде ғаламда жоқ болса да, олар үлкен жарылыстан кейін көп ұзамай кең таралған. Протондар танкке соқтығысқан кезде сүйкімді кварктар мен антикварктар туылуы мүмкін, бірақ олар өте тез ыдырайды. Физиктер бұл қысқа өмір сүретін бөлшектердің ыдырауын салыстыра отырып, табиғаттың антиматериядан гөрі материяны неге артық көретіні туралы пайдалы ақпарат ала алады деп санайды. Lhcb детекторының көмегімен 2014 жылы тетракварктардың бар екендігі расталды, ал 2015 жылы пентакварктар ашылды. ALICE ALICE (a Large Ion Collider Experiment) детекторы экстремалды энергия тығыздығында күшті әрекеттесетін зат физикасын зерттеуге арналған. Ауыр иондардың соқтығысуында заттың ерекше күйі — кварк-Глюон плазмасы туады. Заттың әрбір атомында электрондар бұлтымен қоршалған протондар мен нейтрондардан тұратын ядро бар. Протондар мен нейтрондар өз кезегінде глюондар деп аталатын басқа бөлшектермен байланысқан кварктардан тұрады. Қалыпты жағдайда кварктар жеке өмір сүре алмайды: олар бір-бірімен тығыз байланысты. Бұл құбылыс құпиялылық деп аталады. Ауыр қорғасын иондарының соқтығысуы күннің орталығынан 100 мың есе жоғары температураны тудырады. Мұндай экстремалды жағдайларда кварктар мен глюондар протондар мен нейтрондарға жабыспайды, бірақ кварк-Глюон плазмасын қалыптастыру үшін бір-біріне тәуелсіз әрекет етеді. Дәл осы күйде зат Үлкен жарылыстан кейінгі алғашқы сәттерде болған деп болжануда. ALICE детекторының көмегімен физиктер кварк-Глюон плазмасын зерттей алады, өйткені ол салқындаған сайын біздің ғаламның бүгінгі затын құрайтын бөлшектерді біртіндеп шығарады. TOTEM, LHCf және MoEDAL Бұл көмекші қондырғылар әртүрлі мәселелерді шешуге арналған. TOTEM эксперименті протон-Протон әрекеттесуінің қимасын дәл өлшеуге, сондай-ақ әлі де нашар зерттелген Протон құрылымын терең зерттеуге арналған. MOEDAL экспериментінің мақсаты магниттік монополияны — магниттік заряды бар гипотетикалық бөлшекті, сондай-ақ стандартты модельден тыс теориялармен болжанған жоғары иондалған тұрақты массивтік бөлшектерді (SMP) тікелей іздеу болып табылады. LHCf эксперименттік детекторлары зертханалық жағдайда ғарыштық сәулелерді модельдеу көзі ретінде Үлкен адрон коллайдеріндегі соқтығысудан шығарылған бөлшектерді пайдаланады. Ішіндегі соқтығысулар танк атмосфераның жоғарғы қабаттарындағы ядролармен ғарыштан зарядталған бөлшектер соқтығысқан кезде пайда болатын каскадтарға ұқсас бөлшектердің каскадтарын тудырады. Оларды зерттеу физиктерге ғарыштық сәулелермен ауқымды эксперименттерді түсіндіруге және калибрлеуге көмектеседі. FASER 2019 жылы CERN жаңа экспериментті мақұлдады-FASER (ForwArd Search ExpeRiment). Ол жеңіл және әлсіз өзара әрекеттесетін бөлшектерді табуға арналған-олардың кейбіреулері қараңғы материямен байланысты болуы мүмкін. Жаңа жеңіл бөлшектер бір цистернадағы протон-Протон соқтығысуларында үнемі көп мөлшерде пайда болуы мүмкін, бірақ негізгі детекторлардан қашып кетеді. Шындығында, пайда болғаннан кейін мұндай бөлшектер Протон сәулесінің соқтығысу осі бойымен өтеді және детекторлар оларды сол жерде ұстай алмайды. Сонымен қатар, жоғары Фон (ілеспе оқиғалар) мұндай бөлшектерді байқауға кедергі келтіреді. Жаңа FAZER детекторы Atlas экспериментінде қолданылатын протондардың соқтығысу нүктесінен 480 метр қашықтықта орнатылады. FASER 2021 жылы іске қосылады деп күтілуде. жүктеу/скачать 280.61 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|