|  | 26 декабря 2012 | Новости науки и техники

В Японии планируется создание линейного коллайдера, преемника Большого Адронного Коллайдера

Линейный ускоритель ILC


Большой Адронный Коллайдер (БАК), самый мощный на сегодняшний день в мире ускоритель частиц, относительно недавно начал работать на пользу земной науки и еще даже не вышел на полную мощность. Невзирая на это ученые уже сейчас начали планирование сооружения преемника БАК - Международного Линейного Коллайдера (International Linear Collider, ILC). По предварительным расчетам, сооружение ILC обойдется в сумму от 10 до 20 миллиардов долларов, а располагаться этот ускоритель-коллайдер будет вероятнее всего в Японии.

Большой Адронный Коолайдер предназначен для разгона частиц-адронов до огромных скоростей (энергий) и сталкивания их друг с другом. Адроны - это частицы, состоящие из других частиц, к примеру, протон состоит из трех кварков, двух верхних кварков и одного нижнего кварка, которые скрепляются между собой при помощи глюонов. Кольцевая структура БАК позволяет эффективно разгонять частицы-адроны до огромных скоростей, при этом, энергетические затраты остаются на приемлемом уровне.

Проблема кольцевой структуры ускорителя заключается в том, что ее нельзя эффективно использовать для разгона волновых и малых частиц, таких как электроны. Причины этого очень сложны, но самой главной из них является возникновение так называемого синхротронного излучения (или магнитно-тормозного излучения) при движении волновых частиц по кругу. На это излучение, которое лежит в области жесткого рентгена электромагнитного спектра, тратится львиная доля энергии, закачиваемой в ускоритель.

Количество потерь энергии на синхротронное излучение уменьшаются при увеличении массы разгоняемых частиц, поэтому для БАК, который оперирует протонами, ядрами свинца и другими тяжелыми частицами, синхротронное излучение не является значимой проблемой. Но уже с такими частицами, как электрон, масса которого в 1836 раз меньше массы протона, синхротронное излучение становится настоящей проблемой.

Поэтому, для ускорения легких частиц, таких как электроны и позитроны, вместо кольцевых ускорителей используют линейные ускорители, ускорители, в которых разгоняемые частицы движутся по прямой линии. Но, в связи с тем, что у разгоняемой частицы есть только одна возможность "пробежать" дистанцию линейного ускорителя, мощности таких ускорителей не могут даже приблизиться к мощностям кольцевых ускорителей. К примеру, когда Большой Адронный Коллайдер в 2014 году войдет в строй после модернизации, энергия столкновений будет поднята до отметки в 14 ТэВ, а энергия линейного коллайдера ILC достигнет пикового уровня в 500 ГэВ даже при длине его разгонной части в 31 километр.

С учетом всего вышесказанного возникает логичный вопрос, зачем тратить кучу денег и усилий на создание ускорителя, мощность которого в 28 раз ниже мощности уже существующего ускорителя? Ответ на это достаточно прост. Когда в кольцевом ускорителе "разбиваются" адроны, частицы, состоящие из других частиц, львиная доля энергии столкновения передается более маленьким частицам, которые разлетаются, сталкиваются и "разбиваются" тоже. Поэтому иногда становится очень сложно или практически невозможно что-либо выяснить или отыскать следы новой частицы в этой мешанине, в этой "каше" из частиц и излучений. Поэтому ускорение и "разбивание" простых частиц может обеспечить более чистые эксперименты, в которых интересующие явления не будут "захламлены" побочными явлениями и их шумами.

Таким образом, линейный ускоритель ILC будет являться чем-то вроде "хирургического скальпеля" ядерной физики. Когда на БАК или другом ускорителе будет обнаружено что-либо интересное, к примеру, новая частица, ускоритель ILC позволит провести точные и тонкие измерения массы этой частицы, ее заряда, момента вращения и другие характеристики. Вполне вероятно, что именно линейный ускоритель позволит впервые зарегистрировать и изучить "суперсимметричные" частицы темной материи, которые, вполне возможно, и рождаются в недрах коллайдера БАК, но зарегистрировать и выделить их там совершенно невозможно.

В настоящее время Япония является наиболее подходящим кандидатом на роль страны, в которой будет создан ускоритель ILC, благодаря тому, что Япония готова покрыть половину всех расходов, в то время, как США и Европа испытывают большие финансовые трудности. В настоящее время уже разработан основной дизайн конструкции линейного ускорителя ILC, но до того момента, когда будет принято решение о начале и месте его строительства пройдет еще минимум несколько лет, от семи до десяти лет. Согласно предварительным планам, первое включение линейного ускорителя ILC запланировано на 2025 год или на более поздний срок.




Ключевые слова:
Линейный, Ускоритель, Кольцевой, Большой, Адронный, Коллайдер, БАК, International Linear Collider, ILC, Частица, Адрон, Столкновение, Энергия

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Специалисты CERN создали миниатюрный линейный ускоритель медицинского и про ...
  • "Сердце" Большого Адронного Коллайдера начинает "биться", накачивая про ...
  • Ученые-физики создали мощный "настольный" ускоритель частиц
  • Закрыв ускоритель Tevatron, Fermilab прекращает сталкивать адроны и планиру ...
  • В лаборатории Беркли создан настольный ускоритель частиц.




  • 26 декабря 2012 10:07
    #1 Написал: Sebostian

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Правильно что, давайте побольше таких штук наставим в зоне повышенной сейсмоактивности...
        
    26 декабря 2012 11:23
    #2 Написал: Cradleman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 110
    Сделать его подвижным и можно в инопланетян стрелять, когда они прилетят захватывать мир am


    --------------------
        
    26 декабря 2012 12:39
    #3 Написал: Расомаха

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Очень интересно! Япошки уже оф. пустили в сми по линейному колайдеру, скоро нас ждут интересные времена :(
    Немого пред-истории по данной тематике и интересные факты, кому интересно то пусть посмотрит выступление Игоря Острецова http://www.youtube.com/watch?v=9Wq1qVtcN1A
    Как по мне то один в один :(
        
    26 декабря 2012 20:12
    #4 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Расомаха, видео интересное, хотя местами перебор имхо.
        
    26 декабря 2012 20:18
    #5 Написал: Расомаха

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    to volod, тоже так думаю, что видео немного с перегибами и выпячиванием, но зато скоко интересных фактов!
        
    26 декабря 2012 20:29
    #6 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Расомаха, посмотрел, у автора того видео интересная подборка.
    По поводу энергетики, сроки там озвучили очень небольшие, вот и посмотрим правду ли там сказали.
        
    26 декабря 2012 20:33
    #7 Написал: Расомаха

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    volod,Спасиб за наводку, надо глянуть.
        
    26 декабря 2012 22:58
    #8 Написал: Dimon GSX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 37
    Расомаха,спасибо за ссылку ,посмотрел с большим интересом.
        
    27 декабря 2012 05:33
    #9 Написал: EduardLt

    Публикаций: 0
    Комментариев: 190
    А если делать коладер не полностью круговым, а с прямолинейным участком, где будет изучаться сам процесс столкновения. И еще на понятно зачем разгонять вторую частицу, если сила девствия и противодевствия равны. Киньте камешек в стекло движущейся машины, эффект будет тот же.
        
    27 декабря 2012 08:44
    #10 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    EduardLt, в роли машины обычно выступает относительно массивная сплошная мишень, видимо для накопления статистики это лучше, чем случайные столкновения кое-где кое когда.
        
    6 января 2013 11:57
    #11 Написал: IceRider

    Публикаций: 0
    Комментариев: 44
    БАК в Швейфарии строили в скалльных сейсмостабильных породах, да ещё и самый сейсмобезопасный район выбрали, а Японию постоянно трясёт - разрабам бабло девать некуда или это такой способ его попила?
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.