Cum sa faci acceleratoare noi puternice, și că acestea sunt deschise

Care va fi noua acceleratoare

Aleksandra Borisova (Varna)

Despre asta, ce va fi noul acceleratorul, particulele pe care le vor învăța și ce să facă cu ea va fi România, „Gazeta.ru“, a declarat expertul pe tehnologia de accelerare de la CERN Ezio Todesco.

Mai mult:

Acest lucru înseamnă că numărul de coliziuni între protoni și în care suntem în căutarea interesant particulele noastre vor fi o treime mai mare.

Așa că vom lucra până la sfârșitul anului 2022, apoi se va opri timp de 2,5 ani pentru a îmbunătăți radical mașina noastră. Acest Collider va fi numit HL-LHC - LHC ridicat Luminosity, energia de coliziune va rămâne același, iar luminozitatea ar trebui să crească cu 5-7 (10), eventual, ori nominală. Ce înseamnă? Deci, vom putea pentru anul pentru a colecta aceeași cantitate de date care parametrii actuali ne-am adunat timp de cinci ani, și au o rezoluție de trei ori mai bine. Acest proiect este finanțat de CERN, iar acum se află în etapele finale de planificare și proiectare, și vom proceda la producție. Acesta este orizontul pe care îl vedem pentru LHC.

- Credeți că va înlocui LHC-ul?

- Da, desigur! Principalul lucru pe care ar trebui să fie spus: planurile noastre de viitor va depinde foarte mult de ceea ce găsim la LHC. Și în mod fundamental răspunsuri importante, probabil, vom obține în anul următor - pe care o vom vedea noua fizica, va fi pentru particule. Aceasta este o perioadă importantă în ceea ce privește tehnologia - vom vedea cât de puternic suntem, dacă vom fi capabili de a realiza o funcționare stabilă cu cea mai mare performanță posibilă a unui astfel de mecanism imens și complex.

În ciuda acestor incertitudini, CERN a început deja explorarea posibile scenarii de lucru după încheierea proiectului LHC.

Aceasta este, planul general este: acum avem dispozitivul nostru, încercăm să-l obține performanțe maxime în colectarea datelor. După 10 ani, am reconstruit parțial, crește luminozitate, astfel încât să putem obține de 10 ori mai multe date. Și după 20 de ani, suntem construirea unui nou dispozitiv.

Locație 100 km Collider circular viitor cu privire la 27 de km Large Hadron Collider

- Ce va fi pentru pedala de accelerație?

Mai mult:

- În general, acum fiind luate în considerare trei opțiuni. În primul rând - Hadron Collider, în cazul în fața protonilor în LHC-ului. În al doilea rând - leptoni Collider ca precursor în LHC său tunel - LEP, electroni și pozitroni acceleratoarelor. Și oa treia posibilitate, dar este, în opinia mea, mai puțin interesant - coliziunea dintre hadroni și leptoni. Ne aflăm acum în etapa de brainstorming și respinge oricare dintre aceste posibilități. Care dispozitiv va fi în noul tunel mare - suntem acum vorbim despre lungimea inelului de 100 km în site-ul CERN - prezinta fizica.

Astăzi putem spune că suntem mai gata tehnologic pentru construirea unui ciocnește electroni și pozitroni. Adică, nu există soluții gata făcute, aceasta nu este o sarcină banală, dar există o înțelegere într-un interval de timp realist pentru a dezvolta tehnologia necesară.

Pentru LHC-ul, trebuie să ne împinge într-adevăr tehnologia înainte în multe aspecte, aceasta este o provocare serioasă. De aceea, acum vom începe să studieze pentru dezvoltarea tehnologiilor necesare pentru crearea unui astfel de dispozitiv.

- Care sunt principalele provocări?

- paradox mic constă în faptul că acceleratorul de 99% este format din magneți care nu accelerează particulele, și doar 1% - accelerarea în mod direct. Majoritatea magneților produc un câmp electromagnetic, îndoire traiectoria particulelor, astfel încât acesta este ținut într-un accelerator de inel.

Relația dintre energie și raza de curbură este liniar, deci, dacă doriți să crească energia, este necesar să se consolideze câmpul magnetic, sau pur și simplu să nu fie în măsură să păstreze particulele pe această traiectorie. Este ca și cum dacă opriți autostrada: nu poate merge prea repede sau vei zbura din drum. Adică, odată cu creșterea nevoie de energie în sincronizare pentru a crește câmpul magnetic (care este motivul pentru care aceste dispozitive sunt numite sincrotroni).

Acum LHC, lucrăm cu câmpul magnetic al 8 Tesla - este de mai multe ordine de mărime mai mare decât câmpul magnetic al Pământului. Dacă vrem să crească energia de coliziune, avem nevoie pentru a construi un tunel mult mai mare sau (în cazul în care raza de curbură devine mai mare), sau crește câmpul magnetic. Planul pentru următorul acceleratorul inelar (programul FCC - Viitorul Circular Collider) - creșterea energiei de șapte ori, de două ori pentru a asigura o creștere a câmpului magnetic - la 8 la 16 Tesla și chiar trei și o creștere ori pe jumătate în lungime tunel - de la 27 la 100 km.

16 Tesla - este limita superioară a materialului supraconductor, pe care îl studiem - niobiu-staniu, Nb3 Sn. Acesta este unul dintre primii oameni gasit supraconductori (deschis în 1954), dar utilizarea sa este mult mai complicat și mai scump decât titanat de niobiu NbTi, care este utilizat de către LHC-ul. Nb3 Sn utilizată până în RMN, dar nu și în acceleratoarele. Magneți accelerator este mult mai complicat, și trebuie să dezvoltăm aceste tehnologii.

Mai mult:

- În urmă cu câțiva ani, un proiect al International Linear Collider a discutat în mod activ. Care este starea ei acum?

- Da, este adevărat, în urmă cu câțiva ani, discuția în jurul proiectului au fost mai activi - pentru a crea cererea sa și CERN, și Dubna, și un loc de joacă în Japonia. Dar acum, ca un proiect pilot, comunitatea internațională tinde să acceleratorului circular. Cu toate acestea, ILC - International Linear Collider - poate fi în continuare construit în cazul în care ar fi interesat în Japonia, ca și țara-gazdă, în timp ce alte țări pot contribui.

- Atunci când se decide cum va fi viitorul acceleratorul?