Kuidas Nad Jälgivad Lhc Osakesi?

{h1}

Lhc jälgib kiiresti aeglustuvaid aatommaatilisi osakesi. Uurige, kuidas teadlased jälgivad lhc osakesi.

Nagu igaüks, kellel on rämpsväljakas, teab, et pisikeste epiteemade bittide jälgimine on keeruline. Sa vannun, et teil oli pistikupesad - neid tuleb kuskil sinna panna, eks? Koos liimiga? Või kas nad on sellises suuremas kontoritarvete kastis, kus on ka väikesed vanade telesaadete juhuslikud tükid, lisaks koerte lõikamiseks, mida kasutate koera igal suvel lõikamiseks? Ja, ah - kõik pildid oma pulmas on ka selles kastis. Võib-olla soovite neid paremini jälgida, kui nad oleksid rämpsposti sahtlis? Nad lähevad.

Sellise juhusliku segadusega tegelemine võib tuua teile mõne tunnustuse Euroopa tuumauuringute organisatsiooni füüsikute vastu. (Mis on lühendatud CERNi, segane ürituste käigus, mis on seotud prantsuse keelest inglise keelde tõlkimisega.) CERNi teadlased on nutikad jõud ja poisid, kes käitavad suurt hädroräelast - mida me lühendame palju rohkemale praktiline LHC. LHC on suured osakeste kiirendid, mis paiknevad sügaval Šveitsi maastikul, kus füsikid kinnitasid, et olemas on Haiguse boson, subatomic osakest, mis viis teadlased rohkem mõista, kuidas materjali kasvu mass universumis.

Siin on peamine sõna "subatomaatne". Kui öelda, et CERNi teadlased vaatavad asju väikese ulatusega, on see tohutu alahindamine. Nad ei jälgivad mitte ainult kahte prootonit - endal olevaid subatomilisi osakesi - üksteisega, vaid nad üritavad ka diagramme välja tuua väljaheidetavad prahid, kui see juhtub. Põhimõtteliselt võib see lihtsalt välja nägema kõhnate, väikeste, kiiresti liikuvate osakeste... rämpsposti, mis pealegi on nii väike, laguneb peaaegu kiiremini, kui saate neid avastada.

Püüame kõndida seda kogu protsessi, kus me kõik teame, et teadlased peavad seda jälgima. LHC-s prootonid ristuvad peaaegu valguse kiirusega ümmarguse rada. Ja nad ei ole lihtsalt valmis, et nad saaksid kohe teatega tõmmata. CERNi teadlased peavad LHC-sse kandma prootonipilbi, suunates vesinikgaasi duoplasmitrooniks, mis laseb elektronid välja vesinikuaatomitest, jättes ainult prootonid [allikas: O'Luanaigh].

Protoonid sisestavad LHC esimese kiirendajaga LINAC 2. LINAC 2 on lineaarne kiirendus, mis kasutab prootonite tõmbamiseks ja tõmbamiseks elektromagnetvälju, põhjustades nende kiirendamist [allikas: CERN]. Pärast seda esimest kiirendust läbivad prootrid juba 1/3 valguse kiirusest.

Siis lähevad nad Proton Synchrotron Booster'i, mis koosneb neljast rõngast. Igaüks proportsionaalselt rassistub - igaüks on elektriliste impulssidega pingutatud ja magnetitega juhitav. Sel hetkel on nad kiirust kiirusega 91,6 protsenti valguse kiirusest ja iga prootoni rühma tihendatakse lähemale.

Lõpuks vabastatakse nad Proton Synchrotroniks - nüüd kontsentreeritumasse rühma [allikas: CERN]. Protoni sünkrotrooni tsirkuleerivad prootonid ringi 2,60-jalga (628-meetrine) ring umbes 1,2 sekundi jooksul ringi ja jõuavad üle 99,9% valguse kiirusest [allikas: CERN]. Sel hetkel ei saa nad tõesti palju kiiremini saada; Selle asemel prootonid hakkavad massi suurenema ja raskemaks muutuma. Nad sisenevad Super-Proton Synchrotronile, mis on 4-miilne (7-kilomeetrine) rõngas, kus nad kiirendavad veelgi (muutes need isegi raskemaks), nii et nad on valmis laskma LHC.

LHC-s on kaks vaakumtoru; üks prootoniba liigub ühest küljest, teine ​​on kiirtevaba, vastupidi. Kuid 16,5-miililises (27-kilomeetrises) LHC neljas küljel on detektorikamber, kus talad võivad teineteist ristida - ja see on koht, kus toimub osakeste kokkupõrke maagia. Lõppkokkuvõttes on meie elementide elemendid.

"Lõbus", võite arvata. "See on lahe lugu osakeste kiirendusest, bro. Aga kuidas füüsikud teavad, kus osakesed lähevad kiirendajale, ja kuidas on neil võimalus jälgida prügi kokkupõrget, et seda uurida?"

Magnetid, oled. Vastus on alati magnetid.

Et olla õiglane, on see tegelikult ainult esimesele küsimusele vastamine. (Me jõuame teisele sekundi jooksul.) Aga tõeliselt hiiglaslikud ja külmad magnetid hoiavad osakesed valel moel juhtpositsiooni. Magnetid muutuvad ülijuhtivateks, kui neid hoitakse väga madalal temperatuuril - me räägime külmematest kui kosmosest. Ülijuhtivate magnetete abil tekitatakse tugeva magnetvälja abil, mis suunab osakesi LHC ümber ja lõpuks üksteisele [allikas: Izlar].

Mis toob meid järgmisele küsimusele. Kuidas teadlased jälgivad kokkupõrke korral tekkivaid osakesi? "Rada" muutub meie seletusena tõeliseks sõnaks. Nagu võite ette kujutada, ei näe füüsikud mitte ainult suure ekraaniga televiisorit, vaid ka prootoni ilutulestike kuvamise ja Star Treki reorganiseerimise vahel. Kui nad jälgivad prootoni võistlusi ja kokkupõrkeid, koguvad teadlased enamasti andmeid. (Not Data.) Osakesed, mida nad pärast kokkupõrkeid "hoiavad", on tegelikult mitte ainult nende andmete lugud, mida nad saavad analüüsida.

Mõnda detektorit nimetatakse tegelikult jälgimisseadmeks ja see võimaldab füüsikatel "näha" teed, mida osakesed pärast kokkupõrget võtsid. Muidugi on see, mida nad näevad, osakese raja graafiline esitus.Kui osakesed liiguvad jälgimisseadme kaudu, salvestatakse elektrisignaalid ja seejärel tõlgitakse arvuti mudelile. Kalorimeetri detektorid peatavad ja absorbeerivad ka osakesi oma energia mõõtmiseks ning kiirgust kasutatakse ka selle energia ja massi mõõtmiseks, mis vähendab teatud osakese identiteeti.

Põhimõtteliselt on see, et teadlased suutsid kiirguse ja kokkupõrke protsessi ajal ja pärast seda osakesi jälgida ja koguda osakesi, kui LHC tegi viimati oma jooksu. Üks küsimus oli aga see, et nii palju kokkupõrkeid sekundis - me räägime miljardeid - ei ole kõik prootonid hämmastavalt tegelikult kõik huvitavad. Teadlased pidid leidma viisi kasulike kokkupõrgete korrastamiseks. See on koht, kus detektorid tulevad: nad ostavad huvitavaid osakesi, seejärel käivitavad nad algoritmi kaudu, et näha, kas nad väärivad lähemalt [source: Phoboo]. Kui nad vajavad lähemat uurimist, saavad teadlased sellest aru.

Kui LHC 2015. aastal uuesti sisse lülitatakse, toimub veelgi rohkem kokkupõrget kui varem (ja kaks korda kokkupõrke energiaga) [allikas: Charley]. Kui see juhtub, käivitub süsteem, mis käivitab füüsikutele "hei, vaatame seda" lippu, uuendada. Täpsemad häälestatud valikud tehakse esimese etapi edenemiseks ja seejärel analüüsitakse kõiki neid sündmusi täielikult.

Niisiis, jääge häälestatuks, et rohkem teada saada, kuidas füüsikud jälgivad LHC osakesi; asjad võivad seal ümber vahetada peaaegu valguse kiirusega.

Autori märkus: kuidas nad jälgivad LHC osakesi?

Tänu heastamisprotoneid - erinevalt teiste teaduslike eksperimentide hiirtest või rottidest - ei pea sööma ega joota. Kas miljardeid kokkupõrkeid teiseks, osakeste füüsika saab auhinna enamiku andmete jaoks, mida kogutakse kõige rohkem juustu eest, mida antakse tasu eest.

Seotud artiklid:

  • Kuidas suur aadroni kollektor töötab?
  • Kuidas Big Bang teooria töötab?
  • Kuidas mustad augud töötavad?
  • 5 avastused, mille on teinud suur aadroni kollektor (siiani)

Allikad:

  • CERN. "Linear Accelerator 2." 2014. (17. juuli 2014) //home.web.cern.ch/about/accelerators/linear-accelerator-2
  • CERN. "Tõmmates kokku". 2014. (17. juuli 2014) //home.web.cern.ch/about/engineering/pulling-together-superconducting-electromagnets
  • CERN. "Kiirenduskomplekt." 2014. (17. juuli 2014) //home.web.cern.ch/about/accelerators
  • Charley, Sarah. "Osakeste jälgimine LHC-s kiiremini." Symmetry Magazine. 21. aprill 2014 (17. juuli 2014) //symmetrymagazine.org/article/april-2014/tracking-particles-faster-at-the-lhc
  • Izlar, Kelly. "Tulevased LHC super-magnetid lasevad kogumiseks." Symmetry Magazine. 11. juuli 2013. a (17. juuli 2014) //symmetrymagazine.org/article/july-2013/future-lhc-super-magnets-pass-muster
  • O'Luanaigh, Cian. "Heavy metal." CERN. 4. veebruar 2013. (17. juuli 2014) //home.web.cern.ch/about/updates/2013/02/heavy-metal-refilling-lead-source-lhc
  • Phoboo, Abha Eli. "ATLAS käivitusseadme täiendamine." CERN. 19. detsember 2013. (17. juuli 2014) //home.web.cern.ch/cern-people/updates/2013/12/upgrading-atlas-trigger-system
  • Osakeste seiklus. "Kuidas katsetame pisikesi osakesi?" Berkeley laboratoorium. (17. juuli 2014) //particleadventure.org/accel_adv.html


Video Täiendada: Suur Hadronite Põrkur (SHP) - Kuidas see töötab.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com