Mgongano nchini Urusi huharakisha chembe katika mihimili inayogongana (gongana kutoka kwa neno kugongana, kwa tafsiri - kugongana). Inahitajika ili kusoma athari za bidhaa za chembe hizi kwa kila mmoja, ili wanasayansi wapeane nishati kali ya kinetiki kwa chembe za msingi za maada. Pia hushughulikia mgongano wa chembe hizi, zikizielekeza dhidi ya nyingine.
Historia ya Uumbaji
Kuna aina kadhaa za vigonga: mviringo (kwa mfano, LHC - Large Hadron Collider katika CERN ya Ulaya), linear (inatarajiwa na ILC).
Kinadharia, wazo la kutumia mgongano wa mihimili lilionekana miongo kadhaa iliyopita. Wideröe Rolf, mwanafizikia kutoka Norway, alipokea hati miliki huko Ujerumani mnamo 1943 kwa wazo la kugongana kwa mihimili. Haikuchapishwa hadi miaka kumi baadaye.
Mnamo 1956, Donald Kerst alitoa pendekezo la kutumia mgongano wa mihimili ya protoni ili kujifunza fizikia ya chembe. Wakati Gerard O'Neill alifikiria kuchukua faida ya limbikizopete kupata mihimili mikali.
Kazi amilifu kwenye mradi wa kuunda mgongano ilianza kwa wakati mmoja nchini Italia, Muungano wa Sovieti na Marekani (Frascati, INP, SLAC). Mgongano wa kwanza kuzinduliwa ni mgongano wa elektroni-positron wa AdA, uliojengwa na Tushekavo Frascati.
Wakati huo huo, matokeo ya kwanza yalichapishwa mwaka mmoja tu baadaye (mnamo 1966), ikilinganishwa na matokeo ya uchunguzi wa kutawanyika kwa elektroni katika VEP-1 (1965, USSR).
Dubna Hadron Collider
VEP-1 (mihimili ya elektroni inayogongana) ni mashine ambayo iliundwa chini ya mwongozo wa wazi wa G. I. Budker. Muda fulani baadaye, mihimili ilipatikana kwenye kiongeza kasi huko Merika. Hizi zote tatu za kugongana zilikuwa za majaribio, zilitumika kuonyesha uwezekano wa kusoma fizikia ya chembe za msingi kwa kuzitumia.
Mgongano wa kwanza wa hadron ni ISR, synchrotron ya proton, iliyozinduliwa mwaka wa 1971 na CERN. Nguvu yake ya nishati ilikuwa 32 GeV kwenye boriti. Ilikuwa ni mgongano wa mstari pekee katika miaka ya tisini.
Baada ya uzinduzi
Mchanganyiko mpya wa kuongeza kasi unaundwa nchini Urusi, kwa misingi ya Taasisi ya Pamoja ya Utafiti wa Nyuklia. Inaitwa NICA - Nuclotron msingi Ion Collider kituo na iko katika Dubna. Madhumuni ya jengo ni kusoma na kugundua sifa mpya za mabaki ya baryons.
Baada ya mashine kuwashwa, wanasayansi kutoka Taasisi ya Pamoja ya Utafiti wa Nyuklia nchiniDubna karibu na Moscow itaweza kuunda hali fulani ya jambo, ambayo ilikuwa Ulimwengu katika dakika zake za kwanza baada ya Big Bang. Dutu hii inaitwa quark-gluon plasma (QGP).
Ujenzi wa jengo hilo katika kituo nyeti ulianza mwaka wa 2013, na uzinduzi umepangwa kufanyika 2020.
Kazi Kuu
Mahususi kwa Siku ya Sayansi nchini Urusi, wafanyakazi wa JINR walitayarisha nyenzo za matukio ya kielimu yaliyokusudiwa watoto wa shule. Mada inaitwa "NICA - Ulimwengu katika Maabara". Mlolongo wa video na ushiriki wa mwanataaluma Grigory Vladimirovich Trubnikov utaeleza kuhusu utafiti ujao utakaofanywa katika Hadron Collider nchini Urusi katika jumuiya pamoja na wanasayansi wengine kutoka duniani kote.
Kazi muhimu zaidi inayowakabili watafiti katika nyanja hii ni kusoma maeneo yafuatayo:
- Sifa na utendakazi wa mwingiliano wa karibu wa vijenzi vya msingi vya muundo wa kawaida wa fizikia ya chembe kati yao, yaani, utafiti wa quarks na gluons.
- Kutafuta dalili za mpito wa awamu kati ya QGP na dutu ya hadronic, pamoja na kutafuta hali ambazo hazikujulikana hapo awali za dutu ya baryonic.
- Kufanya kazi na sifa za kimsingi za mwingiliano wa karibu na ulinganifu wa QGP.
Kifaa muhimu
Kiini cha mgongano wa hadron katika changamano cha NICA ni kutoa wigo mkubwa wa boriti: kutoka protoni na deuteroni, hadi mihimili inayojumuisha ayoni nzito zaidi, kama vile kiini cha dhahabu.
Ioni nzito zitaongezwa kwa hali ya nishati hadi 4,5 GeV/nucleon, na protoni - hadi kumi na mbili na nusu. Kiini cha mgongano nchini Urusi ni kiongeza kasi cha Nuclotron, ambacho kimekuwa kikifanya kazi tangu mwaka wa tisini na tatu wa karne iliyopita, lakini kimeharakishwa kwa kiasi kikubwa.
Mgongano wa NICA ulitoa njia kadhaa za mwingiliano. Moja ya kusoma jinsi ayoni nzito hugongana na kigunduzi cha MPD, na nyingine kufanya majaribio na miale iliyochanika kwenye kituo cha SPD.
Kukamilika kwa ujenzi
Ilibainika kuwa wanasayansi kutoka nchi kama vile Marekani, Ujerumani, Ufaransa, Israel na, bila shaka, Urusi wanashiriki katika jaribio la kwanza. Kazi inaendelea kwa NICA kwa sasa kusakinisha na kuleta sehemu mahususi katika hali amilifu ya kufanya kazi.
Jengo la kugonga hadron litakamilika mwaka wa 2019, na usakinishaji wa kigonga chenyewe utatekelezwa mnamo 2020. Katika mwaka huo huo, kazi ya utafiti juu ya utafiti wa mgongano wa ions nzito itaanza. Kifaa kizima kitafanya kazi kikamilifu katika 2023.
Mgongano nchini Urusi ni moja tu kati ya miradi sita katika nchi yetu ambayo imetunukiwa daraja la sayansi kubwa. Mnamo 2017, serikali ilitenga karibu rubles bilioni nne kwa ajili ya ujenzi wa mashine hii. Gharama ya ujenzi wa msingi wa mashine ilikadiriwa na wataalamu kuwa rubles bilioni ishirini na saba na nusu.
Enzi mpya
Vladimir Kekelidze, mkurugenzi wa wanafizikia katika Maabara ya Nishati ya Juu ya JINR, anaamini kwamba mradi wa kugongana nchini Urusi utaipa nchi hiyo fursa ya kupanda hadi kiwango cha juu zaidi.nafasi katika fizikia ya nishati ya juu.
Hivi majuzi, athari za "fizikia mpya" ziligunduliwa, ambazo zilirekebishwa na Large Hadron Collider na zinavuka Muundo Wastani wa microcosm yetu. Ilisemekana kwamba "fizikia mpya" iliyogunduliwa hivi karibuni haitaingilia utendakazi wa mgongano.
Katika mahojiano, Vladimir Kekelidze alielezea kuwa uvumbuzi huu hautapunguza thamani ya kazi ya NICA, kwani mradi wenyewe uliundwa kimsingi ili kuelewa jinsi nyakati za mwanzo za kuzaliwa kwa Ulimwengu zilionekana, na. pia ni masharti gani ya utafiti, ambayo yanapatikana Dubna, hayapo popote pengine duniani.
Pia alisema kuwa wanasayansi wa JINR wanabobea katika nyanja mpya za sayansi, ambapo wameazimia kuchukua nafasi ya kwanza. Kwamba enzi inakuja ambayo sio tu mgongano mpya unaundwa, lakini enzi mpya katika maendeleo ya fizikia ya nishati ya juu kwa nchi yetu.
Mradi wa kimataifa
Kulingana na mkurugenzi huyohuyo, kazi kwenye NICA, ambapo Hadron Collider iko, itakuwa ya kimataifa. Kwa sababu utafiti wa fizikia ya nishati ya juu katika wakati wetu unafanywa na timu nzima za kisayansi, ambazo zinajumuisha watu kutoka nchi mbalimbali.
Wafanyikazi kutoka nchi ishirini na nne za dunia tayari wameshiriki katika kazi ya mradi huu katika kituo salama. Na gharama ya muujiza huu ni, kwa mujibu wa makadirio ya takriban, dola milioni mia tano arobaini na tano.
Mgongano huo mpya pia utasaidia wanasayansi kufanya utafiti katika nyanja za mambo mapya, sayansi ya nyenzo, biolojia ya redio, vifaa vya elektroniki, tiba ya boriti na dawa. IsipokuwaKwa kuongezea, haya yote yatanufaisha programu za Roscosmos, pamoja na usindikaji na utupaji wa taka zenye mionzi na uundaji wa vyanzo vya hivi karibuni vya teknolojia ya kriyojeni na nishati ambayo itakuwa salama kutumia.
Higgs Boson
Boson ya Higgs ni ile inayoitwa sehemu za quantum za Higgs, ambazo huonekana kwa lazima katika fizikia, au tuseme, katika muundo wake wa kawaida wa chembe za msingi, kama matokeo ya utaratibu wa Higgs wa kuvunjika kusikotabirika kwa ulinganifu dhaifu wa kielektroniki. Ugunduzi wake ulikuwa ukamilishaji wa muundo wa kawaida.
Katika muundo wa modeli sawa, inawajibika kwa hali ya hewa ya wingi wa chembe msingi - bosons. Shamba la Higgs husaidia kuelezea kuonekana kwa wingi wa inertial katika chembe, yaani, wabebaji wa mwingiliano dhaifu, pamoja na kutokuwepo kwa wingi katika carrier - chembe ya mwingiliano mkali na sumakuumeme (gluon na photon). Boson ya Higgs katika muundo wake inajidhihirisha kama chembe ya scalar. Kwa hivyo, ina sifuri spin.
Ufunguzi wa uwanja
Boson hii ilichochewa mnamo 1964 na mwanafizikia wa Uingereza aitwaye Peter Higgs. Ulimwengu mzima ulijifunza kuhusu ugunduzi wake kupitia kusoma makala zake. Na baada ya karibu miaka hamsini ya kutafuta, yaani, mwaka 2012, Julai 4, chembe iligunduliwa ambayo inafaa jukumu hili. Iligunduliwa kutokana na utafiti katika LHC, na uzito wake ni takriban 125-126 GeV/c².
Kuamini kuwa chembe hii ni ile ile ya Higgs boson, husaidia kwa sababu nzuri kabisa. Mnamo 2013, Machi, watafiti mbalimbali kutoka CERNiliripoti kuwa chembe iliyopatikana miezi sita iliyopita ni boson ya Higgs.
Muundo uliosasishwa, unaojumuisha chembe hii, uliwezesha kuunda nadharia ya uga inayoweza kurekebishwa ya wingi. Na mwaka mmoja baadaye, mwezi wa Aprili, timu ya CMS iliripoti kwamba kifua cha Higgs kilikuwa na latitudo ya kuoza chini ya 22 MeV.
Sifa za chembe
Kama vile chembe nyingine yoyote kutoka kwenye jedwali, kifua cha Higgs kinakabiliwa na mvuto. Ina chaji za rangi na umeme, na vile vile, kama ilivyotajwa awali, zero spin.
Kuna chaneli nne kuu za mwonekano wa Higgs boson:
- Baada ya muunganisho wa gluoni mbili hutokea. Yeye ndiye mkuu.
- Wakati jozi WW- au ZZ- inapounganisha.
- Pamoja na hali ya kuandamana na W- au Z- boson.
- Na quarks bora zipo.
Inaoza na kuwa jozi ya b-antiquark na b-quark, kuwa jozi mbili za electron-positron na/au muon-antimuon yenye neutrino mbili.
Mnamo mwaka wa 2017, mwanzoni kabisa mwa Julai, katika mkutano ulioshirikisha EPS, ATLAS, HEP na CMS, ujumbe ulitolewa kwamba vidokezo vilivyoonekana vimeanza kuonekana kuwa kifua cha Higgs kilikuwa kinaoza. jozi ya b-quark- antiquark.
Hapo awali, haikuwa kweli kuona hili kwa macho yako katika mazoezi kwa sababu ya ugumu wa kutenganisha uzalishaji wa quarks sawa kwa njia tofauti na michakato ya chinichini. Mfano wa kawaida wa kimwili unasema kwamba kuoza vile ni mara kwa mara, yaani, katika zaidi ya nusu ya kesi. Ilifunguliwa mnamo Oktoba 2017uchunguzi wa kuaminika wa ishara ya kuoza. Kauli kama hiyo ilitolewa na CMS na ATLAS katika makala zao zilizotolewa.
Fahamu ya umati
Chembe iliyogunduliwa na Higgs ni muhimu sana hivi kwamba Leon Lederman (Mshindi wa Tuzo ya Nobel) aliiita chembe ya Mungu katika jina la kitabu chake. Ingawa Leon Lederman mwenyewe, katika toleo lake la awali, alipendekeza "Devil Particle", lakini wahariri walikataa pendekezo lake.
Jina hili la kipuuzi linatumika sana kwenye media. Ingawa wanasayansi wengi hawakubaliani na hii. Wanaamini kwamba jina "chupa ya champagne boson" lingefaa zaidi, kwa kuwa uwezo wa uwanja wa Higgs unafanana na sehemu ya chini ya chupa hii, na kuifungua bila shaka kutasababisha kuondolewa kabisa kwa chupa nyingi kama hizo.
