16:59 Эксперимент "Феникс"на RHIC. |
 Американские физики, работающие на коллайдере RHIC ( релятивистский коллайдер тяжёлых ионов. Коллайдер расположен в Брукхейвенской национальной лаборатории, Нью-Йорк ), сообщили, что им удалось найти "философский камень". А если точнее — вплотную подобраться к возможной точке фазового перехода первородной кварк-глюонной плазмы в обычную материю. Именно в ней из "каши", состоящей из отдельных частиц 14 миллиардов лет тому назад началось формирование вещества."Это потрясающий результат, который ясно указывает, что мы находимся на правильном пути к важному научному открытию. Но вопрос о том, получили ли мы кварк-глюонную плазму или нет, еще не закрыт, хотя мы и имеем результаты четырех экспериментов со множеством различных предполагаемых следов этой неуловимой формы чрезвычайно горячей и плотной ядерной материи",- говорит Томас Кирк (Thomas Kirk) директор Объединённой лаборатории высоких энергий и ядерной физики Брукхэвена Напомним, что кварк-глюонная плазма — это такое состояние материи, когда в ней уже или еще нет отдельных протонов и нейтронов, а составляющие их частицы, кварки и глюоны, свободно гуляют по всему объему плазмы. В обычных условиях добиться этого невозможно, ибо для того, чтобы "разобрать" протон или нейтрон на кварки, нужно приложить большие усилия. При этом кварки словно издеваются над экспериментаторами — чем сильнее те их "растаскивают", тем сильнее становиться взаимодействие между ними. ...В науке Кварк-глюонная плазма (хромоплазма) - гипотетическое состояние сильно взаимодействующей материи, характеризующееся отсутствием удержания цвета. В этом состоянии цветные кварки и глюоны, пленённые адронами в адронной материи, освобождаются и могут распространяться, как квазисвободные частицы по всему объёму плазменной материи - возникает "цветопроводимость" (аналогично появлению электропроводности в обычной электрон-ионной плазме). По современным представлениям, это состояние образуется при высоких температуpax и/или больших барионных плотностях равновесной адронной материи. До открытия темной материи и темной энергии в методологии естествознания доминировало убеждение, что тотальность физического мира идентична тотальности мира адронной материи. Такая тотальность физического мира не охватывала бездну материи и энергии, которая простирается за границами мира адронной материи. Адронная материя – это кварки, протоны, нейтроны, ядра атомов, атомы, химические элементы, молекулы (включая и молекулы жизни), мегаобъекты вплоть до квазаров. Из адронной материи состоит вся живая материя и наши тела. Неявно подразумевалось, что все 100% материи окружающего мира – это адронная материя. Характер перехода адронной материи в состояние кварк- глюонной плазмы ещё недостаточно изучен. Хотя и имеются указания на то, что он резкий, обладает большой скрытой теплотой и сильно меняет плотность энтропии. В естественных условиях каврк- глюонная плазма существовала, по-видимому, только в первые 10-5 сек. после космологич. взрыва. Не исключено, что она существует и в центре наиболее массивных нейтронных звёзд. Имеются также основания считать, что атомные ядра в своём составе, помимо протонов и нейтронов, содержат "капельки" кварк- глюонной плазмы, т. е. ядра рассматриваются как гетерофазные системы (в системе присутствуют обе фазы: в тех местах флуктуации ядерной плотности, где она сильно превышает среднюю плотность, происходит переход нуклонной фазы в кварк-глюонную). На основе этой идеи предпринимаются попытки построить теорию кумулятивных процессов, происходящих в релятивистских ядерных столкновениях. Существование кварк- глюонной плазмы тесно связана с возможным спонтанным нарушением симметрии физического вакуума в температурной квантовой хромодинамике (КХД) и с асимптотической свободой - убыванием эффектов цветового заряда с уменьшением расстояния между цветными частицами, с ростом температуры и/или плотности. Т. о., в рамках КХД можно ожидать возникновения некоторой критичемкой (предельной) температуры (плотности), выше которой существование ядерной материи невозможно... Однако, даже если этот эксперимент и удастся, то все равно в свободном состоянии кварки просуществуют недолго — настолько недолго, что экспериментатор толком и изучить их не успеет. Эти неуловимые частицы обладают еще одной неудобной для физиков особенностью — оказавшись в одиночестве, кварк моментально порождает себе "напарника" (используя энергию, образовавшуюся при "растаскивании"), а также глюон — чтобы "коллега" не вздумал убегать. Словом, сколько кварки не растаскивай, все равно они опять слипнутся. Тем не менее, на короткие моменты состояние вещества, близкое к настоящей кварк-глюонной плазме, получить все-таки можно. Для этого всего-то нужно нагреть атомное ядро до температуры, превышающей 2 триллиона градусов (175 МэВ в энергетических единицах). Кстати, в космосе подобное, видимо, случается — недаром астрофизики утверждают, что некоторые звезды на последних этапах своей эволюции представляют собой объекты, сплошь состоящие из этой плазмы. Однако в земных условиях, сами понимаете, добиться такой температуры (и не спалить при этом лабораторию, а также, близ лежащий наукоград ) весьма и весьма непросто. Поэтому ученые все-таки поступают по-другому — они исследуют кварк-глюонную плазму на релятивистских ускорителях тяжелых ионов. Например, на американском RHIC или на дубнинском нуклотроне. Эти коллайдеры, в отличие от БАК или "Тэватрона", не могут обеспечить больших энергий столкновения частиц, однако этого и не нужно — ведь при таких энергиях разогнанные частицы просто проходят друг сквозь друга. А при не особенно больших скоростях, столкнувшиеся тяжелые ионы, на какое-то время образуют ту самую желанную "кашу", состоящую из кварков, приправленных глюонами. Многих из вас уже мучает вопрос — а для чего этим неугомонным физикам вдруг понадобилась данная неуловимая плазма? Не проще ли плюнуть на нее и заняться исследованием чего-то более доступного и для хозяйства полезного? Дело в том, что, согласно теории Большого взрыва, еще 14 миллиардов лет тому назад вся Вселенная состояла не из обычного вещества, а из той самой плазмы. Однако потом (не совсем понятно, почему) кварки при помощи глюонов стали слипаться и в результате образовали барионы, среди которых наиболее устойчивыми оказались протоны и нейтроны. И если удастся понять, почему и как это случилось, то человечество получит тот самый "философский камень", о котором так долго мечтали алхимики — люди смогут создать любое вещество из разных наборов частиц. Но перед тем, как разгадать секрет рождения современной материи, нужно сперва понять, где именно находиться та самая точка фазового перехода — совокупность условий, при которых кварки начали слипаться в барионы. И вот недавно американские ученые, работающие на коллайдере релятивистских ионов RHIC, заявили, что им, похоже, удалось определить, где проходит эта граница. В ходе эксперимента PHENIX они обнаружили, что кварки, проходящие через вещество, при энергиях столкновения 39 ГэВ быстро теряют энергию, взаимодействуя с кварк-глюонной плазмой. Таким образом, стало ясно, что зона раздела фаз, разграничивающая кварк-глюонную плазму и обычную материю, проходит именно в данной области энергий. Это значение маркирует зону равновесия, аналогичную температуре при значении 0 градусов Цельсия, при которой одновременно могут сосуществовать и вода, и лед. В то же время из-за громадной сложности вычислений в квантовой хромодинамике теоретики пока еще не пришли к согласию на предмет того, где находится сама граница между кварк-глюонной плазмой и обычной материей (ведь экспериментаторы пока что нашли только "приграничный район"). Некоторые скептики даже высказывают предположение, что четкой границы, в отличие от случая с водой и льдом, вообще не существует. Но экспериментаторы, работающие на RHIC, утверждают, что полученные данные говорят о возможном наличии такой границы в области энергий, равных где-то 20 ГэВ. Правда, они сразу же добавляют, что для уточнения этих значений потребуются дополнительные эксперименты. Тем не менее, то, что физикам удалось найти хотя бы примерные следы этой границы — уже весьма большое достижение, сравнимое с обнаружением на БАКе следов бозона Хиггса. Теперь, по крайней мере, область поиска весьма и весьма сузилась. Так что не исключено, что та самая таинственная фазовая точка будет определена уже в ближайшее время. После чего одной загадкой Вселенной станет меньше, а возможностей у человечества явно прибавится… http://www.pravda.ru/science/eureka/hypotheses/28-08-2012/1125406-phenix-0/ http://femto.com.ua/articles/part_1/1583.html http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10347.html http://pub.tagora.grani.ru/Society/Science/m.35719.html |
|
|
| Всего комментариев: 0 | |