Российский ускоритель превзойдет Большой адронный коллайдер

В Физическом институте Академии наук (ФИАН) в сотрудничестве с МГУ разработан компактный рентгеновский источник нового типа, способный в будущем разгонять заряженные частицы с ускорением намного большим, чем можно добиться даже в знаменитом Большом адронном коллайдере в ЦЕРН (Швейцария).

Более того, уровни возникающих при этом электромагнитных полей не могут быть достигнуты даже при взрывах сверхновых звёзд во Вселенной, сообщили в ФИАН.

"Сотрудниками нашей с Московским университетом Совместной лаборатории релятивистской лазерной плазмы и был предложен ряд идей, касающихся взаимодействия лазерного излучения с веществом, - рассказал главный научный сотрудник института Валерий Быченков. - Это дало возможность построить модель компактного источника жёсткого рентгеновского излучения, в котором размеры объектов, которые облучает лазер, часто не превышают одного микрона".

Принцип действия необычного ускорителя заключается в том, что ультракоротким лазерным импульсом облучают поверхность мишени из жидкого металла галлия, а затем её же "нокаутируют" столь же быстрым, но уже очень мощным лазерным ударом. В результате, на поверхности мишени формируются плотные плазменные струи микронного размера, но громадных энергий. По сути это та же плазма, что присутствует в звёздах, только в нанообъёмах и разогнанная почти до скорости света.

Таким образом, полагают учёные, фактически возникло новое научное направление, получившее название "релятивистская наноплазмоника".

В будущем у этого направления возникнет ряд практических приложений, уверены в ФИАНе - например, рентгеноскопия биологических и микробиологических объектов.

Это интересно

Коллайдер побил все рекорды

Ученые, проводящие исследования на Большом адронном коллайдере заявили, что он вышел на новый уровень мощности, который предполагалось достичь только в конце 2012 года. С этого дня ускоритель сможет осуществлять пуски на рекордной скорости.

Скорость работы коллайдера определяется так называемым уровнем светимости. В ходе последних экспериментов приборы БАК зафиксировали рекордную светимость в 1380 сгустков на каждый пучок. Поясним, что светимость — важнейшая характеристика ускорителя, она определяет количество столкновений частиц на единицу площади пучка и влияет на количество получаемых физиками данных. И чем выше ее уровень, тем больше происходит столкновений и, следовательно, появляется больше статистических данных для анализа.

В декабре 2011 г. ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, сообщили об обнаружении новой элементарной частицы, ранее не известной науке. Это стало первым случаем обнаружения субатомной частицы с момента запуска проекта. К радости исследователей, существование этой находки не нарушает их теории, а значит, до обнаружения неуловимого бозона Хиггса рукой подать. Тем более что признаки «божественной частицы», как его называют, удалось зафиксировать в этом месяце ранее.

И все же главной задачей коллайдера является поиск бозона Хиггса (как часто его называют вне научных кругов, «частицы бога») — недостающего элемента так называемой Стандартной модели физического мира. Согласно гипотезе, бозон Хиггса является квантом одноименного поля, отвечающего за массу элементарных частиц.

Ссылка

Физики узнали, почему во Вселенной господствует материя и почти нет антивещества

Физики, работающие в эксперименте LHCb на Большом адронном коллайдере, в ходе изучения распада нейтральных Bs-мезонов, обнаружили еще один тип отклонения от симметрии между материей и антиматерией, что поможет ученым понять, почему в наблюдаемой Вселенной господствует обычная материя, а антивещества почти нет.

«Мы увидели нарушение симметрии в распаде нейтральных Bs-мезонов. Впервые со статистической достоверностью в пять стандартных отклонений (сигма) мы нашли эффект CP-нарушения», — сказал координатор участия России в эксперименте LHCb, сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) Виктор Егорычев.

Ученые в течение многих лет ищут нарушения так называемой CPT-симметрии, то есть зарядовой, пространственной и временной симметрии в процессах, связанных с частицами и античастицами.

«Если бы в первый момент Большого взрыва материя и антиматерия были одинаковыми, то произошла бы аннигиляция, и во Вселенной не было бы ничего, кроме фотонов. Но мы существуем, значит, что-то произошло, что сделало возможным существование нашего мира. Это говорит о существовании нарушения, которое позволяет антиматерии распадаться иначе, чем материи», — пояснил ученый. Уязвимость антиматерии позволила возникнуть крошечному избытку частиц материи.

«Это распады частицы и античастицы в одно и то же состояние происходят по-разному. Мы просто измерили время жизни этих частиц до распада и увидели, что оно разное — это и есть CP-нарушение», — пояснил Егорычев.

«За историю человечества это четвертый случай (обнаружения CP-нарушения). Мы в очередной раз подтвердили, что в этой комнате есть черная кошка», — сказал ученый.

Однако физикам еще далеко для того чтобы выяснить, почему наш мир все-таки существует. По словам Егорычева, уровень расхождения между материей и антиматерией должен быть на несколько порядков сильнее, чтобы объяснить эволюцию Вселенной.

«Нужно найти более сильные механизмы. Где-то в углу стоит большой черный слон, которого мы пока не видим», — заключил ученый.

Ссылка