Три новые экзотические частицы расширяют список субатомных персонажей.
БАК будет сталкивать частицы с большей энергией, чем когда-либо. Депозитные фото
После трех лет модернизации и технического обслуживания крупнейший и самый мощный в мире ускоритель частиц Большой адронный коллайдер (БАК) запустился в третий раз. Во вторник в 10:47 утра по восточному поясному времени атомный ускоритель выстрелил пучками протонов через кольцо сверхпроводящих магнитов протяженностью 26,7 миль в Швейцарии. Новые обновления позволят LHC достичь увеличенной энергии столкновения до 13,6 трлн электрон-вольт (предыдущие запуски были на 8 трлн и 13 трлн электрон-вольт). Физики прогнозируют, что машина будет работать с такой интенсивностью почти четыре года, что откроет новые возможности для понимания физики элементарных частиц.
«Это значительное увеличение, прокладывающее путь к новым открытиям», - сказал в пресс-релизе Майк Ламонт, директор по ускорителям и технологиям Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН).
Одной из целей новой эры БАК является лучшее понимание структуры бозона Хиггса, субатомной частицы, обнаруженной коллайдером десять лет назад. Частица бозона Хиггса, которая, по теории ученых, придает массу другим частицам, таким как электроны и кварки, была создана через 10-12 секунд после Большого взрыва, создавшего Вселенную миллиарды лет назад.
Ученые из CERN, управляющего LHC, планируют измерить, как бозон Хиггса распадается на другую материю, например мюоны.«Это был бы совершенно новый результат в саге о бозоне Хиггса, впервые подтвердивший, что частицы второго поколения также получают массу через механизм Хиггса», - сказал теоретик CERN Микеланджело Мангано в пресс-релизе.
Обновления LHC также позволят более точно измерить другие фундаментальные особенности Вселенной, такие как происхождение асимметрии материи и антиматерии (неразгаданная загадка того, почему существует больше материи, чем антиматерии). Другие области интересов включают поиск темной материи и изучение материи при экстремальных температурах и плотности.
Чтобы охотиться за этими редкими атомными частицами, БАК содержит несколько ускоряющих структур для увеличения энергии своих пучков частиц. В машине используются тысячи магнитов, которые помогают сближать частицы, увеличивая вероятность столкновения. Эти лучи движутся почти со скоростью света, прежде чем столкнуться друг с другом, что позволяет ученым изучать внутренности атомов.
Благодаря столкновениям частиц физики многое узнали о мельчайших известных строительных блоках материи. Также во вторник ЦЕРН представил доказательства существования трех новых экзотических частиц, пентакварка и двух тетракварков. Открытие может помочь физикам понять, как кварки - пары субатомных частиц, несущие дробный электрический заряд. Считается, что в сочетании кварки создают протоны и нейтроны, вместе известные как адроны, в атомном ядре.
Это также может помочь объяснить создание экзотических адронов, которые представляют собой частицы, состоящие из более чем трех кварков. «Обнаружение новых видов тетракварков и пентакварков и измерение их свойств поможет теоретикам разработать единую модель экзотических адронов, точная природа которых в значительной степени неизвестна», - сказал Крис Паркс, представитель эксперимента, ответственного за открытие, в отдельном пресс-релиз ЦЕРН. С запуском БАК ученые могут быть на шаг ближе к разгадке тайн Вселенной.