V tuneloch urýchľovača častíc v CERN-e straší duch.
In Super protónový synchrotrónFyzici konečne zmerali a kvantifikovali neviditeľnú štruktúru, ktorá môže ohýbať dráhy častíc a spôsobiť problémy pri výskume častíc.
Opísané ako vyskytujúce sa v javiskový priestor, ktorý môže predstavovať jeden alebo viac stavov dynamického systému. Keďže na reprezentáciu štruktúry sú potrebné štyri stavy, výskumníci ju považujú za štvorrozmernú.
Táto štruktúra je výsledkom javu tzv ozvenaA schopnosť kvantifikovať a merať nás približuje k vyriešeniu univerzálneho problému pre urýchľovače magnetických častíc.
„Pri týchto rezonanciách sa stane to, že častice nenasledujú presne po ceste, ktorú chceme, a potom odletia a stratia sa,“ Hovorí fyzik Giuliano Franchetti z GSI v Nemecku. „To vedie k degradácii lúča a sťažuje dosiahnutie požadovaných parametrov lúča.“
Rezonancia nastáva, keď dva systémy interagujú a sú koordinované. Toto môže byť ozvena medzi planetárnych dráhach ako interagujú s gravitáciou na svojej ceste okolo hviezdy alebo ladičky, ktorá začína zazvoniť súcitne Keď zvukové vlny z inej ladičky zasiahnu jej hroty.
použitie urýchľovača častíc silný magnet Ktoré generujú elektromagnetické polia na nasmerovanie a zrýchlenie lúčov častíc tam, kde fyzici chcú, aby smerovali. Rezonancie K tomu môže dôjsť v urýchľovačoch v dôsledku nedokonalostí v magnetoch, čím sa vytvorí magnetická štruktúra, ktorá problematickým spôsobom interaguje s časticami.
Čím viac stupňov voľnosti dynamický systém vykazuje, tým je zložitejšie ho matematicky opísať. Častice pohybujúce sa cez urýchľovač častíc sa zvyčajne opisujú iba pomocou dvoch stupňov voľnosti, čo odráža dve súradnice potrebné na definovanie bodu na plochej mriežke.
Opis štruktúr v nich vyžaduje ich mapovanie pomocou ďalších vlastností vo fázovom priestore nad rámec rozmerov zhora nadol, zľava doprava; To znamená, že na mapovanie každého bodu v priestore sú potrebné štyri parametre.
to, hovoria výskumníciNiečo, čo by mohlo veľmi ľahko „uniknúť našej geometrickej intuícii“.
„Vo fyzike urýchľovačov sa myslenie často deje len na jednej úrovni,“ hovorí Franchetti, Na mapovanie rezonancie sa však musí lúč častíc merať v horizontálnej aj vertikálnej rovine.
Znie to celkom priamočiaro, ale ak ste zvyknutí premýšľať o niečom špecifickým spôsobom, môže to vyžadovať určité úsilie premýšľať mimo rámca. Trvalo niekoľko rokov a niekoľko náročných počítačových simulácií, kým sme pochopili účinok rezonancie na zväzok častíc.
Tieto informácie však otvorili cestu pre Franchettiho, spolu s fyzikmi z CERN-u Hannesom Bartosikom a Frankom Schmidtom, aby konečne zmerali magnetickú anomáliu.
Pomocou monitora polohy lúča so superprotónovým synchrotrónom zmerali polohy častíc pre približne 3000 lúčov. Starostlivým meraním, kde boli častice koncentrované alebo naklonené na jednu stranu, dokázali vytvoriť mapu rezonancií rušiacich urýchľovač.
„Čo robí náš nedávny objav takým výnimočným, je to, že ukazuje, ako sa jednotlivé častice správajú v spojenej rezonancii,“ hovorí Bartošík, „Môžeme preukázať, že experimentálne zistenia súhlasia s predpoveďami založenými na teórii a simuláciách.“
Ďalším krokom je vypracovanie teórie, ktorá vysvetľuje, ako sa jednotlivé častice správajú v prítomnosti rezonancie urýchľovača. Vedci tvrdia, že im to v konečnom dôsledku poskytne nový spôsob, ako znížiť degradáciu lúča a získať vysoko verné lúče potrebné pre prebiehajúce a budúce experimenty so zrýchlením častíc.
Výskum tímu bol zverejnený fyzika prírody,
