Ускоритель ядерных частиц достигает высшей мощности

Крупнейший в мире ускоритель атомных частиц увеличил мощность столкновения тяжелых атомов свинца друг с другом до максимально возможной.

«Энергия столкновения двух ядер достигает тысячи тераэлектрон-вольт, что сравнимо с силой удара шмеля о щеку в летний день. Однако эта энергия сконцентрирована в объеме, который в 10-27 миллиардов раз меньше»,– заявил Йенс Йорген Гаардхёйе, глава датской исследовательской группы, работающей с Большим экспериментальным  ионным коллайдером (ALICE), одной сооруженных на нем установок, а также сотрудничающей Европейским Центром ядерных исследований (CERN). «По этой причине концентрация (плотность) энергии огромна, и до сих пор никому не удавалось получить такой ее объем в земных условиях»,–  сказал ученый.

Постоянные столкновения частиц помогут нам увидеть миг сразу после Большого Взрыва, когда вся Вселенная была заполнена полыхающим и раскаленным первичным бульоном из фундаментальных частиц: кварков, антикварков и глюонов.

Увеличение мощностей

С этого лета Большой адронный коллайдер, состоящий из кольца протяженностью в 17 миль (27 километров) на франко-швейцарской границе, работает в режиме повышенной мощности. Для обеспечения работы в таком режиме используются протоны, чья атомная масса равна 1. Однако для новых экспериментов необходимо намного более тяжелые ядра свинца, чья атомная масса равна 208.

Вся энергия, вырабатываемая коллайдером, преобразуется в крошечные частицы материи, состоящие только из кварков, антикварков и глюонов. Подобная частица мгновенно достигает температуры в 4000 миллиардов градусов.

Обычно кварки с помощью глюонов образуют между собой связь и становятся субатомными частицами, обладающими большей ядерной силой. Тем не менее, сильные столкновения разрушают частицы и формируют первичный бульон, воссоздающий условия, возникшие в миллиардные доли секунды после Большого взрыва.

Команда впервые использовала пучки свинца для экспериментов 25 ноября.

«Первые опыты показали, что в каждом центральном столкновении 2 ионов свинца может появиться более 30 000 частиц. Это обусловлено беспрецедентной плотностью энергии, которая превышает плотность энергии протонов более чем в 40 раз»,– сказал Гаардхёйе.