Нов тип ускорител ще създадат ЦЕРН и Новосибирския институт по ядрена физика

Ще бъде проведен експеримент по създаването на нов вид колайдер, по-мащабен от Големия адронен, в края на 2016 г. от Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН) в сътрудничество с учени от Новосибирския институт по ядрена физика (ИЯФ).

За това съобщава агенция Интерфакс, позовавайки се на заместник директора на ИЯФ Евгений Левичев. "Именно нашият вариант е приет за базов, а след това този вариант ще бъде доразвит", - заяви ученият. Приносът на ИЯФ в експеримента е разработването на теоретичния модел и компютърната симулация.

Целта на експеримента, който ще се проведе в края на тази година, е да покаже за първи път, че протоните могат да бъдат възбудени в плазмена вълна, а след това се ускорят вътре в тази вълна с 10 пъти по-високо ускорение, отколкото в обикновените ускорители. Например енергия от няколко GeV може да се постигне на дължина само няколко сантиметра, обяснява главният научен сътрудник на ИЯФ Константин Лотов.

Ускорението на заредени частици в плазма става с много по-висок темп и така ще стане възможно ускорителите, които в момента са един километър, да са 10-15 метра. Такъв компактен източник на *синхротронно излъчване ще бъде много по-евтин и може да намери широко приложение - например в медицината.

^{*Синхротронното излъчване е електромагнитно излъчване, изпускано от заредени частици, които се движат с много висока скорост по траектории, изкривени от магнитно поле.} 

Инжектиране на електроните в плазмата. Илюстрация: AWAKE, The Advanced Proton Driven Plasma Wakefield Acceleration Experiment atCERN

Плазмено поле, способно да ускори частици, може да се създаде или с много мощен лазер, или с електронен лъч с висока енергия, или с протонен лъч. Опити с лазер се проввеждат в САЩ, Германия, Франция, с електронен лъч - в Станфорд а с протонни лъчи в Големият адронен колайдер на ЦЕРН.

Според Лотов с електронен лъч може да се моделират същите физически процеси, които стават в ЦЕРН. Той отбеляза, че в момента най-бързите електрони, получени по време на експериментите имат енергия от 100 GeV. "Ако може да се сблъска електронният облак с протонните лъчи, който сега се произвеждат в Големия адронен колайдер, енергията на електроните ще стане 60 пъти повече." - обяснява Лотов.

Новите колайдери

Скоро след като в Големия адронен ускорител (LHC) бе открит Хигс бозона, през 2014 г. ЦЕРН стартира нов проект - т.нар цикличен колайдер на бъдещето (FCC, Future Circular Colliders). Ако обиколката на LHC е около 30 км, следващият колайдер ще е 100 км. 

Съвместният проект на ЦЕРН и ИЯФ предвижда изграждането на няколко ускорители. Първият ще бъде електрон-позитронен колайдер с енергия на лъча до 175 GeV, проектиран за прецизно изучаване на бозона на Хигс и с производителност около 100 пъти по-висока от традиционите методи.

Следващият ще бъде протонен колайдер с енергия на лъча 50 тераелектронволта, което значително надвишава енергията на лъча на Големия адронен колайдер, който след рестарта и модернизацията си постигна рекорд от 6.5 тераелектронволта на протонния сноп.

Още по темата

31/12/2015

Космос

Астрофизикът Нийл де Грас Тайсън за ползата от "безполезната" наука (видео)

15/12/2015

Новини

Може би откриха втора "частица на Бога", която радикално променя досегашната физика

02/01/2016

Физика

Откритията във физиката, за които още не сме пораснали

02/11/2015

Физика

Китай ще строи суперколайдер, два пъти по-голям от този на ЦЕРН