Rossiyadagi kollayder toʻqnashuv nurlaridagi zarrachalarni tezlashtiradi (toʻqnashuv soʻzidan olingan kollayder, tarjimada – toʻqnashuv). Olimlar moddaning elementar zarrachalariga kuchli kinetik energiya berishlari uchun bu zarralarning bir-biriga ta'sir qilish mahsulotlarini o'rganish uchun kerak. Ular, shuningdek, bu zarralarning to'qnashuvi bilan shug'ullanadi va ularni bir-biriga qarama-qarshi yo'n altiradi.
Yaratilish tarixi
Kolayderlarning bir nechta turlari mavjud: aylana (masalan, LHC - Yevropa CERNdagi katta adron kollayderi), chiziqli (ILC tomonidan loyihalashtirilgan).
Nazariy jihatdan, nurlarning to'qnashuvidan foydalanish g'oyasi bir necha o'n yillar oldin paydo bo'lgan. Norvegiyalik fizik Wideryoe Rolf 1943 yilda Germaniyada nurlarning to'qnashuvi g'oyasi uchun patent oldi. U faqat o'n yil o'tgach nashr etildi.
1956 yilda Donald Kerst zarrachalar fizikasini o'rganish uchun proton nurlarining to'qnashuvidan foydalanish taklifini ilgari surdi. Jerar O'Nil esa akkumulyatordan foydalanishni o'ylardikuchli nurlar olish uchun qo‘ng‘iroqlar.
Kolayder yaratish loyihasi ustidagi faol ishlar Italiya, Sovet Ittifoqi va AQShda bir vaqtning oʻzida boshlandi (Frascati, INP, SLAC). Birinchi ishga tushirilgan kollayder Tushekavo Frascati tomonidan qurilgan AdA elektron-pozitron kollayderi bo'ldi.
Shu bilan birga, birinchi natija VEP-1da (1965, SSSR) elektronlarning elastik sochilishini kuzatish natijalari bilan solishtirganda, faqat bir yil o'tgach (1966 yilda) e'lon qilindi.
Dubna adron kollayderi
VEP-1 (elektron nurlarining to'qnashuvi) G. I. Budkerning aniq rahbarligi ostida yaratilgan mashina. Biroz vaqt o'tgach, nurlar Qo'shma Shtatlardagi tezlatgichda olingan. Bu uchta kollayderning barchasi sinovli bo'lib, ular yordamida elementar zarrachalar fizikasini o'rganish imkoniyatini ko'rsatishga xizmat qilgan.
Birinchi adron kollayderi 1971-yilda CERN tomonidan ishga tushirilgan ISR proton sinxrotronidir. Uning energiya quvvati nurda 32 GeV edi. Bu 90-yillardagi yagona ishlaydigan chiziqli kollayder edi.
Ishga chiqarilgandan keyin
Rossiyada Birlashgan yadroviy tadqiqotlar instituti negizida yangi tezlashtirish majmuasi yaratilmoqda. U NICA - Nuklotronga asoslangan Ion Collider qurilmasi deb ataladi va Dubna shahrida joylashgan. Binoning maqsadi - barionlarning zich moddasining yangi xususiyatlarini o'rganish va kashf qilish.
Mashina ishga tushirilgandan so'ng, Yadro tadqiqotlari birlashgan instituti olimlariMoskva yaqinidagi Dubna materiyaning ma'lum bir holatini yaratishga qodir bo'ladi, bu Katta portlashdan keyingi dastlabki daqiqalarda olam bo'lgan. Bu modda kvark-glyuon plazmasi (QGP) deb ataladi.
Majmua nozik ob'ektda qurilishi 2013-yilda boshlangan va ishga tushirilishi 2020-yilga rejalashtirilgan.
Asosiy vazifalar
Rossiyada Fan kuni munosabati bilan JINR xodimlari maktab oʻquvchilari uchun moʻljallangan maʼrifiy tadbirlar uchun materiallar tayyorladilar. Mavzu "NICA - Laboratoriyada koinot" deb nomlanadi. Akademik Grigoriy Vladimirovich Trubnikov ishtirokidagi video ketma-ketlikda Rossiyadagi Adron Kollayderida dunyoning boshqa olimlari bilan hamkorlikda olib boriladigan kelajakdagi tadqiqotlar haqida hikoya qilinadi.
Bu sohada tadqiqotchilar oldida turgan eng muhim vazifa quyidagi yoʻnalishlarni oʻrganishdan iborat:
- Zarralar fizikasi standart modelining elementar komponentlarining bir-biri bilan yaqin oʻzaro taʼsirining xossalari va funksiyalari, yaʼni kvarklar va glyuonlarni oʻrganish.
- QGP va adronik materiya oʻrtasidagi fazaviy oʻtish belgilarini topish, shuningdek, barion moddalarning ilgari nomaʼlum boʻlgan holatlarini qidirish.
- Yaqin oʻzaro taʼsirlarning asosiy xususiyatlari va QGP simmetriyasi bilan ishlash.
Muhim uskunalar
NICA majmuasidagi adron kollayderining mohiyati katta nurlar spektrini ta'minlashdan iborat: proton va deytronlardan tortib, oltin yadrosi kabi ancha og'irroq ionlardan tashkil topgan nurlargacha.
Ogʻir ionlar 4 gacha energiya holatiga tezlashadi,5 GeV/nuklon va protonlar - o'n ikki yarimgacha. Rossiyadagi kollayderning yuragi Nuklotron tezlatkichi bo'lib, u o'tgan asrning to'qson uchinchi yilidan beri ishlamoqda, ammo sezilarli darajada tezlashdi.
NICA kollayderi oʻzaro taʼsir qilishning bir necha usullarini taqdim etdi. Ulardan biri og‘ir ionlarning MPD detektori bilan qanday to‘qnashishini o‘rganish uchun, ikkinchisi esa SPD inshootida qutblangan nurlar bilan tajribalar o‘tkazish uchun.
Qurilish tugallandi
Birinchi tajribada AQSh, Germaniya, Fransiya, Isroil va, albatta, Rossiya kabi davlatlar olimlari ishtirok etishi qayd etildi. Ayni paytda NICA boʻyicha alohida qismlarni oʻrnatish va faol ish holatiga keltirish boʻyicha ish olib borilmoqda.
Adron kollayderining qurilishi 2019-yilda, kollayderning oʻzini oʻrnatish esa 2020-yilda amalga oshiriladi. Xuddi shu yili og'ir ionlarning to'qnashuvini o'rganish bo'yicha tadqiqot ishlari boshlanadi. Butun qurilma 2023-yilda to‘liq ishga tushadi.
Rossiyadagi kollayder mamlakatimizda megafan klassi berilgan oltita loyihadan faqat bittasi. 2017 yilda hukumat ushbu mashinani qurish uchun deyarli to'rt milliard rubl ajratdi. Mashinaning asosiy konstruktsiyasining narxi mutaxassislar tomonidan yigirma yetti yarim milliard rublga baholangan.
Yangi davr
JINR Oliy energiya laboratoriyasi fiziklari direktori Vladimir Kekelidzening fikricha, Rossiyadagi kollayder loyihasi mamlakatga eng yuqori darajaga chiqish imkoniyatini beradi.yuqori energiya fizikasidagi pozitsiyalar.
Yaqinda "yangi fizika" izlari topildi, ular Katta adron kollayderi tomonidan aniqlangan va ular bizning mikrokosmosning standart modelidan tashqariga chiqadi. Yangi kashf etilgan "yangi fizika" kollayderning ishlashiga xalaqit bermasligi ta'kidlangan.
Intervyuda Vladimir Kekelidze bu kashfiyotlar NICA ishini qadrsizlantirmasligini tushuntirdi, chunki loyihaning oʻzi birinchi navbatda koinotning tugʻilishining dastlabki daqiqalari qanday koʻrinishini aniq tushunish uchun yaratilgan va shuningdek, Dubnada mavjud tadqiqot uchun qanday sharoitlar dunyoning boshqa hech bir joyida mavjud emas.
U shuningdek, JINR olimlari ilm-fanning yangi jabhalarini oʻzlashtirayotganliklarini, ularda yetakchi oʻrinni egallashga bel bogʻlaganliklarini aytdi. Nafaqat yangi kollayder yaratilayotgan, balki mamlakatimiz uchun yuqori energiya fizikasini rivojlantirishning yangi davri kelmoqda.
Xalqaro loyiha
Oʻsha direktorning soʻzlariga koʻra, Adron Kollayderi joylashgan NICA ustidagi ishlar xalqaro miqyosda boʻladi. Chunki bizning zamonamizda yuqori energiyali fizika tadqiqotlari turli mamlakatlardan kelgan odamlardan tashkil topgan butun ilmiy jamoalar tomonidan olib borilmoqda.
Dunyoning yigirma to'rtta davlati xodimlari allaqachon xavfsiz ob'ektda ushbu loyiha ustida ishlashda ishtirok etishgan. Va bu mo''jizaning narxi, taxminiy hisob-kitoblarga ko'ra, besh yuz qirq besh million dollarni tashkil qiladi.
Yangi kollayder olimlarga yangi moddalar, materialshunoslik, radiobiologiya, elektronika, nur terapiyasi va tibbiyot sohalarida tadqiqot olib borishda ham yordam beradi. Bundan tashqariBundan tashqari, bularning barchasi Roskosmos dasturlari, shuningdek, radioaktiv chiqindilarni qayta ishlash va utilizatsiya qilish hamda foydalanish uchun xavfsiz bo'lgan kriogen texnologiyasi va energiyaning eng yangi manbalarini yaratish uchun foydali bo'ladi.
Xiggs Bozon
Xiggs bozoni - bu Xiggs kvant maydonlari deb ataladigan bo'lib, ular fizikada zarurat bilan, to'g'rirog'i, elementar zarrachalarning standart modelida Xiggs mexanizmi natijasida elektr zaif simmetriyaning oldindan aytib bo'lmaydigan buzilishi natijasida paydo bo'ladi. Uning kashfiyoti standart modelning tugallanishi edi.
Bir xil model doirasida u elementar zarrachalar - bozonlar massasining inertsiyasi uchun javobgardir. Xiggs maydoni zarrachalarda, ya'ni kuchsiz o'zaro ta'sir tashuvchilarda inertial massa paydo bo'lishini, shuningdek, tashuvchida massa yo'qligi - kuchli o'zaro ta'sir va elektromagnit (glyuon va foton) zarralarini tushuntirishga yordam beradi. Higgs bozoni o'z tuzilishida o'zini skalyar zarracha sifatida namoyon qiladi. Shunday qilib, u nol aylanishga ega.
Maydon ochilishi
Bu bozon 1964-yilda Britaniyalik fizik Piter Xiggs tomonidan aksiomatizatsiya qilingan. Butun dunyo uning kashfiyoti haqida maqolalarini o'qish orqali bilib oldi. Va qariyb ellik yillik qidiruvdan so'ng, ya'ni 2012 yilda, 4 iyulda bu rolga mos keladigan zarracha topildi. U LHCda olib borilgan tadqiqotlar natijasida aniqlangan va uning massasi taxminan 125-126 GeV/c².
Ushbu zarrachaning aynan bir xil Xiggs bozoni ekanligiga ishonish juda yaxshi sabablarga yordam beradi. 2013 yilda, mart oyida, CERN dan turli tadqiqotchilarolti oy oldin topilgan zarracha aslida Xiggs bozoni ekanligini xabar qildi.
Ushbu zarrachani oʻz ichiga olgan yangilangan model kvant renormalizatsiya qilinadigan maydon nazariyasini yaratish imkonini berdi. Oradan bir yil o‘tib, aprel oyida CMS jamoasi Xiggs bozonining parchalanish kengligi 22 MeV dan kamroq ekanligini ma’lum qildi.
Zarra xossalari
Jadvaldagi boshqa zarralar singari, Xiggs bozoni ham tortishish kuchiga tobe. Unda rang va elektr to'lovlari, shuningdek, yuqorida aytib o'tilganidek, aylanish nolga teng.
Xiggs bozonining paydo bo'lishi uchun to'rtta asosiy kanal mavjud:
- Ikki glyuon birlashgandan keyin sodir bo'ladi. U asosiy.
- WW- yoki ZZ- juftlari birlashganda.
- W- yoki Z-bozoniga hamrohlik qilish sharti bilan.
- Yuqori kvarklar mavjud.
U bir juft b-antikvark va b-kvarkga, ikkita neytrinoli ikki juft elektron-pozitron va/yoki muon-antimuonga parchalanadi.
2017-yilda, iyul oyining boshida, EPS, ATLAS, HEP va CMS ishtirokidagi konferentsiyada, nihoyat, Xiggs bozonining parchalanib borayotgani haqida sezilarli ishoralar paydo bo'la boshlagani haqida xabar berilgan edi. juft b-kvark- antikvark.
Avvallari bir xil kvarklarni ishlab chiqarishni fondagi jarayonlardan boshqacha tarzda ajratish bilan bogʻliq qiyinchiliklar tufayli amalda buni oʻz koʻzingiz bilan koʻrish haqiqatga toʻgʻri kelmasdi. Standart jismoniy modelda aytilishicha, bunday buzilish eng tez-tez uchraydi, ya'ni holatlarning yarmidan ko'pi. 2017 yil oktyabr oyida ochilganyemirilish signalini ishonchli kuzatish. Bu haqda CMS va ATLAS o'zlarining nashr etilgan maqolalarida aytilgan.
Ommaning ongi
Xiggs tomonidan kashf etilgan zarra shunchalik muhimki, Leon Lederman (Nobel mukofoti laureati) kitobining sarlavhasida uni Xudo zarrasi deb atagan. Garchi Leon Ledermanning o'zi asl nusxasida "Iblis zarrasi" ni taklif qilgan bo'lsa-da, muharrirlar uning taklifini rad etishdi.
Bu bema'ni nom ommaviy axborot vositalarida keng qo'llaniladi. Garchi ko'plab olimlar buni ma'qullamasalar ham. Ularning fikricha, "shampan shishasi bozoni" nomi ancha mos keladi, chunki Xiggs maydonining salohiyati aynan shu shishaning tubiga o'xshaydi va uni ochish, albatta, ko'plab bunday idishlarni to'liq quritishga olib keladi.
