ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ, мельчайшие известные частицы физической материи. Современное  представление об элементарной частицы довольно туманно и понятие частица растяжимо- это материальное энергитическое поле или волна, или и то и другое вместе. Характерная особенность элементарных частиц - способность к взаимным превращениям; это не позволяет рассматривать элементарные частицы как простейшие, неизменные "кирпичики мироздания", подобные атомам Демокрита. Число частиц, называемых в современной теории элементарными частицами, очень велико. Каждая элементарная частица (за исключением абсолютно нейтральных частиц) имеет свою античастицу. Всего вместе с античастицами открыто более 350 элементарных частиц. Из них стабильны фотон, электронное и мюонное нейтрино, электрон, протон и их античастицы; остальные элементарные частицы самопроизвольно распадаются за время от 103 с для свободного нейтрона до 10-22 - 10-24 с для резонансов. Однако нельзя считать, что нестабильные элементарные частицы "состоят" из стабильных хотя бы потому, что одна и та же частица может распадаться несколькими способами на различные элементарные частицы. Классификация элементарных частиц производится по типам фундаментальных взаимодействий, в которых они участвуют, и на основе законов сохранения ряда физических величин. Отдельную "группу" составляет фотон. Частицы со спином 1/2, не участвующие в сильном взаимодействии и обладающие сохраняющейся внутренней характеристикой - лептонным зарядом, образуют группу лептонов. Элементарные частицы, участвующие во всех фундаментальных взаимодействиях, включая сильное, называются адронами. Характерным для адронов сильным взаимодействиям свойственно максимальное число сохраняющихся величин (законов сохранения), в т. ч. специфического для них - барионного заряда, странности, изотопического спина, "очарования". Адроны делятся на барионы и мезоны. По современным представлениям, адроны имеют сложную внутреннюю структуру: барионы состоят из 3 кварков, мезоны - из кварка и антикварка. При столкновениях элементарных частиц происходят всевозможные превращения их друг в друга (включая рождение многих дополнительных частиц), не запрещаемые законами сохранения. Последовательная теория элементарных частиц, которая предсказывала бы возможные значения масс элементарных частиц и другие их внутренние характеристики, еще не создана.

Итак, мы выяснили. Чем больше энергия частиц при столкновениях там глубже мы сможем заглянуть в атомное ядро или в структуру самой частицы или ... в структуру пространства! Попробуем разобраться, какие энергии нам нужны. Когда заряженная частица проходит разность потенциалов в один вольт то она приобретает некоторое количество энергии. Это количество энергии называется 1 электронвольт или сокращенно 1 эв. Чтобы понять, какие энергии нам нужны воспользуемся знаменитой формулой Эйнштейна дающую свясь между массой и энергией E = m c2. Согласно этой формуле масса, или что тоже, энергия покоя электрона равно примерно 500 Кило эв. ( что равно 0.5 Мега эв.). Масса покоя протона равна примерно 1000 Мега эв. (что тоже 1 Гига эв.). Для того, чтобы начать изучать структуру протона нужно, чтобы его кинетическая энергия была того же порядка, что и масса покоя протона, то есть около 1 Гига эв.

Удивительным открытиям послужили эксперименты, в которых энергия сталкивающихся протонов была равна десяткам и сотням Гига эв. При столкновении двух частиц прямо из пустого пространства или как говорят из вакуума раздались десятки различных частиц. Стало понятно, что само пространство имеет структуру, но для того, чтобы понять эту структуру нужны очень большие энергии. Именно четкое понимание структуры элементарных частиц и структуры пространства позволяет строить адекватные космологические модели и позволяет понять структуру космических объектов.

Между тем разгадка тайны  сверхплотных космических образований напрямую может ответить на фундаментальные  вопросы человечества о происхождении самой Вселенной и жизни на Земле. 

Прибором, служащим для изучения окружающего нас мира являются ускорители или более точно - ускорители элементарных частиц. Ускорители это приборы, служащие для получения потока заряженных частиц большой энергии-скорости. 

Принцип работы ускорителя схож с принципом работы электронной пушки телевизора. Заряженная частица, приходя разность потенциалов, ускоряется, тем самым приобретая энергию. Если последовательно расположить несколько ускоряющих участков то удается достичь очень высоких энергий. По своей конструкции все ускорители можно раздели на два класса: линейные и циклические. В линейных ускорителях частицы проходят один раз ряд ускоряющих участков а в циклических этот рад проходится несколько раз за счет того что частицы летят по кольцу. Для того, чтобы заряженные частицы двигались по дуге окружности применяются сильные магнитные поля.

По своему назначению существует множество различных видом ускорителей: коллайдеры, источники нейтронов, источники синхротронного излучения. Рассказать подробно о всех видов ускорителей не представляется возможным поэтому мы остановимся на коллайдерах как на наиболее интересных с точки зрения астрономии. Коллайдеры это ускорители в которых заряженные частицы сталкиваются при больших энергиях. Для достижения больших энергий при столкновениях части используются так называемые встречные пучки. Коллайдер на встречных пучках устроен так, что заряженные частицы летят на встречу друг другу с большими энергиями. Встречные пучки позволяют увеличить энергию удара в двое. И Теватрон ( расположенный в США ) и Большой Адронный Коллайдер сконструированы на встречных пучках.

Осталось ответить на последний, самый важный вопрос, для чего же нам ускорять заряженные частицы. Существует много способов ответить на этот вопрос. Попробую использовать наиболее простые из них. Все началось еще с опытов Резерфорда по рассеиванию альфа частиц на атомах. Как известно, единственный способ изучения микрообъектов, таких как атом и атомное ядро это постановка опытов по рассеиванию частиц. В те времена ускорителей еще не было и поэтому энергии этих самых альфа частиц были очень малы. Из за этой малости энергии альфа частица не могла достаточно приблизится к атомному ядру, так как отклонялась полем этого самого ядра. Резерфорду, в его опытах по рассеиванию удалось исследовать лишь структура атома, но заглянуть внутрь ядра было невозможно.

Когда появились ускорители стало возможный проводить опыты по рассеиванию высокоэнергитичных электронов и протонов на ядрах. Энергий частиц хватало для того, чтобы проникнуть в атомное ядро и про взаимодействовать с его частицами. Так мы достоверно узнали структуру атомных ядер. Ученые на этом не остановились и стали строить ускорители дающие еще более высокоэнергитичные протоны и электроны. Энергии стали на столько высоки что стало возможным заглянуть в структуру самих элементарных частиц. На сегодняшний день ученым уже известна структура самого протона. Ее удалось изучить благодаря экспериментам по рассеиванию протонов на протонах. Тут то нам и понадобились коллайдеры.

В послевоенной Европе, с другой стороны, ни одно государство не было в состоянии серьезно заниматься теоретическими изысканиями и практической деятельностью в области высоких энергий. Выход нашли в 1950 г., когда совет ЮНЕСКО принял постановление-рекомендацию относительно создания общеевропейской организации по научным исследованиям, и спустя менее трёх лет 12 стран подписали конвенцию о создании CERN (Европейский совет по ядерным исследованиям).

Ожидания от  коллективного труда полностью оправдались. Первыми были протонный коллайдер Intersecting Storage Rings (ISR), запущенный в 1971 году и протонно-антипротонный суперсинхротрон (Super Proton Synchrotron), запущенный в 1981 году. С помощью последнего удалось доказать объединённую теорию электромагнитных  взаимодействий.

В 1996 г. европейцы   построили и запустили мощный электронно-позитронный ускоритель LEP (Large Electron-Positron Collider), на котором удалось достичь энергии столкновения частиц в 90 гигаэлектровольт. Эта установка, проработавшая до 2000 г.,  и явилась прообразом нынешнего международного  БАКа.

Кстати, согласно оценкам,  БАК по количеству энергии, которой, предположительно, удастся достичь при столкновении электронно-протонных пучков, будет в 30 раз больше, чем   коллайдер тяжёлых ионов (Relativistic Heavy Ion Collider), который сейчас строит  Брукхейвенская лаборатория в США.

Большой андронный коллайдер (LHC – Large Hadron Collider) – это самый мощный ускоритель элементарных частиц в мире, предназначенный для ускорения протонов и тяжелых ионов.

Он расположен в Европейском центре ядерных исследований (CERN – Centre Europeen De Recherche Nucleaire) на границе Швейцарии и Франции. БАК построен благодаря усилиям всех ведущих физиков планеты и расположен на глубине сто метров под землей в огромном тоннеле. На его создание ученым понадобилось семь лет, не то, что создание сайтов на joomla

БАК был создан с целью открытия бозона Хиггса, важнейшего из экспериментально найденных частиц СМ (Стандартной Модели), а также поиска явлений физики вне рамок СМ. Кроме того, пристальное внимание будет направленно на исследование свойств W и Z-бозонов, ядерное взаимодействие при сверхвысоких энергиях, а также процессам рождения и распадов тяжелых кварков.

Принцип работы БАК построен на движении двух лучей субатомных частиц навстречу друг другу на огромной скорости. С каждым кругом частицы будут набирать все больше энергии. Удерживать и направлять частицы будут 1624 сверхпроводящих магнитов, работающих при температуре, равной -271 градус по Цельсию.

Все кольцо БАК поделено на восемь участков. Вдоль каждого участка стоят в ряд магниты и управляют пучком протонов. Частицы постоянно поворачиваются и остаются внутри ускорительного кольца, именно, из-за магнитного поля поворотных магнитов, формирующих орбиту, вдоль которой движутся протоны.

Поперечные колебания частиц сдерживают специальные фокусирующие магниты, тем самым не позволяя протонам задеть стенки узкой (всего несколько сантиметров в диаметре) вакуумной трубы.

Набрав достаточное количество энергии, протоны столкнутся, создав модель Большого взрыва. Последствия столкновения и появившиеся после взрыва частицы будут главным предметом изучения ученых. А ведь кто-то в это самое время изучает шаблоны joomla.

Однако, некоторые ученые считают, что в ходе проведения экспериментов, ситуация может выйти из-под контроля. В результате чего разовьется цепная реакция, способная под действием определенных условий уничтожить всю нашу планету. Речь идет как о возникновении черных дыр, так и о возможности образования антиматерии и магнитных монополей с последующей цепной реакцией захвата окружающей материи.

Большинство ученых считают подобный исход экспериментов маловероятным. Появление черных дыр, если и возможно, то их величина будет очень мала, время существования - меньше секунды, и они будут практически мгновенно испаряться в виде обычных частиц.

Космические черные дыры опять тревожат ученых. Недавно астрономы Европейской южной обсерватории, расположенной в Чили, зафиксировали вспышки, порожденные черной дырой в центре Галактики. К счастью, она расположена в 2.6 тысячи световых лет от Земли. Ведь ее масса оценивается в 3,7 миллиона масс Солнца. Так что «съесть» при удобном случае нашу планету для нее -  не вопрос.

Однако и у нас уже появилась своя «черная дырочка», правда, - ручная. Американским физикам удалось разработать имитатор черных дыр, который они назвали «Черный Макс». Теперь, этот рукотворный «максим» сможет имитировать существующие области в космическом пространстве, где гравитационное поле настолько сильно, что противостоять ему не представляется возможным, попади любое тело в его зону.  

Во время предстоящих в середине 2009 г. масштабных экспериментов на Большом Андронном Коллайдере (БАК)  компьютерная программа «Черный Макс» позволит, наконец, подтвердить или опровергнуть теорию о возникновении и распаде черных дыр.

В целом, эксперименты на БАК и др. закамуфлированные под некие научные и гуманные цели, на самом нацелены на создание нового, более мощного и компактного оружия. Любители нобелевских проплат, как и политики, считают остальных людей за идиотов. И это надо понимать буквально.  Поиски "кирпичика мироздания" это все равно, что Марсианская Впадина, и наука может находиться лишь в начале  пути по проникновению в мир элементарных частиц и любой и физик и лирик понимают это. Здесь, ничему удивляться не стоит, судя по всему на каком-то этапе Вселенная, как и Космос, и все окружающее неоднородны, имеют пространство- проще говоря пустые. Вселенная настолько "тонка", даже трудно себе представить. Все дальнейшие связи в микромире создавались при колоссальных энергиях, высвобождая которую человечество получает все новые и новые виды оружия.И еще здесь, однозначно, стоит под вопросом теории про атома- отца и матери-клетки, Как-то между делом, всеми забывается Закон сохранения вещества. "Тонкость" Вселенной наводит на мысль ее возможной трансформации и Черные Дыры- регулятор между разнообразными Вселенными, они занимаются прямой "ассенизацией" Космоса, переводя отработавший материал в новое состояние, жизнеспособное в другом мире.

Оружие коллаэдра- это получение антиматерии, которую можно будет удержать в электромагнитах. По прогнозам эта детская игрушка будет размером со спичечный коробок и эквивалентностью, бомбы сброшенной на Хиросиму.

14 февраля 2013г. Большой адронный коллайэдр выключил свои разгонные блоки в рамках подготовки к ремонту, который продлится два года...

В результате наблюдений при помощи искусственных спутников ученые обнаружили естественный ускоритель элементарных частиц, действующий в верхней атмосфере Земли над областью грозообразования. Мощность производимых им гамма-вспышек сравнима с теми, которые исходят из наиболее экзотических космических объектов.

Гамма-вспышки земного происхождения представляют собой выбросы в открытый космос гамма-лучей длительностью около миллисекунды, исходящие из верхней атмосферы Земли. Считается, что они испускаются свободными электронами, имеющими скорость близкой к скорости света, в процессе торможения в верхней атмосфере. Впервые они были открыты исследователями из Комптоновской гамма-обсерватории (Compton Gamma-Ray Observatory) в 1974 году. В то время наблюдения сводились только к фиксации вспышек и давали достаточно неточные измерения их мощности. В настоящее время регистрируется около 50-ти вспышек в день в десятки раз мощнее, чем те, которые наблюдались в начале исследований, собщает издание Spaceflight Now со ссылкой на пресс-релиз Калифорнийского университета Беркли.

«Нам следует расстаться с идеей о том, что Земля это маленькая, уютная планета, — говорит Дэвид Смит (David Smith) из университета Санта Круз.- На самом деле некоторые механизмы, действующие в верхней атмосфере, можно сравнить акселератором элементарных частиц, так как мощность вспышек сравнима с мощностями гамма-всплесков от нейтронных звезд и черных дыр. Точный механизм, разгоняющий электроны до релятивистских скоростей, пока неизвестен, но мы предполагаем, что здесь задействованы процессы накопления электрического заряда на вершинах облаков, которые происходят во время грозовых разрядов, в результате чего между грозовыми облаками и ионосферой образуется мощное эклектическое поле. И где-то в этой среде возникает нечто, похожее на ускоритель, разгоняющий свободные электроны, которые затем в сталкиваются с атомами разреженной верхней атмосфере. Наиболее важным моментом является то, что в результате наших последний наблюдений мы получили данные, которых достаточно, чтобы теоретики могли протестировать свои модели».

Гамма-вспышки коррелируют со вспышками молний и могут быть отождествлены с экзотическими явлениями, которые иногда наблюдаются во время грозы, известными как красные спрайты и голубые струйные выбросы. Исследования атмосферных гамма-вспышек сейчас ведется при помощи специализированной аппаратуры, установленной на небольшом спутнике НАСА RHESSI, который был запущен в 2002 г. для регистрации гамма и рентгеновских солнечных вспышек. Однако, детектор одновременно принимает сигналы и от других источников. Поэтому решено расширить объем исследований, не ограничиваясь только явлениями, происходящими на Солнце. 

В середине 1990-х годов самым крупным протонным синхротроном являлся «Теватрон» Национальной ускорительной лаборатории им. Э.Ферми в Батавии (США). Как подсказывает само название, «Теватрон» ускоряет сгустки протонов в кольце диаметром 2 км до энергии порядка 1 ТэВ. Ускорение протонов осуществляется целой системой ускорителей, начиная с генератора Кокрофта – Уолтона в качестве инжектора, из которого отрицательные ионы водорода с энергией 750 кэВ вводятся в линейный ускоритель на энергию 400 МэВ. Затем пучок линейного ускорителя пропускается через углеродную пленку для обдирки электронов и инжектируется в промежуточный синхротрон – бустер – диаметром 150 м. В бустере протоны совершают примерно 20 000 оборотов и приобретают энергию 8 ГэВ. Обычно бустер выполняет 12 быстро следующих друг за другом рабочих циклов, в результате которых в «Главное кольцо» – еще один протонный синхротрон с протяженностью кольца 6,3 км – инжектируется 12 сгустков протонов. «Главное кольцо», в котором протоны ускоряются до энергии 150 ГэВ, состоит из 1000 обычных магнитов с медными обмотками, отклоняющих и фокусирующих протоны. Непосредственно под «Главным кольцом» расположен состоящий из 1000 сверхпроводящих магнитов оконечный синхротрон «Теватрон». Пучок может выводиться по многим каналам на расстояние 1,5–3 км для проведения исследований во внешних экспериментальных залах.

Для удержания на орбите пучков с более высокими энергиями требуются более сильные отклоняющие и фокусирующие магниты. Предназначенные для субъядерной «микроскопии» протонные синхротроны на энергии больше 1 ТэВ требуют тысяч сверхпроводящих и фокусирующих магнитов длиной 5–15 м с апертурой шириной в несколько сантиметров, обеспечивающих исключительно высокую точность полей и стабильность их во времени. Основными факторами, сдерживающими создание протонных синхротронов на более высокие энергии, являются большая стоимость и сложность управления, связанные с их огромными размерами.

Британским астрономам с помощью европейской рентгеновской космической обсерватории "Ньютон" (XMM-Newton) удалось разглядеть обширную петлеобразную структуру поперечником 20 световых лет, которая расположена возле самой компактной и одной из наиболее активных в плане звездообразования областей в нашей Галактике (около центра Млечного пути).

Эта "петля", наблюдаемая в рентгеновском диапазоне, в 15 раз превышает размеры так называемого Скопления Арки (Arches Cluster), где собственно и формируются новые звезды, и может представлять собой новый мощный источник космических лучей - заряженных частиц высокой энергии. Во всяком случае, рентгеновское излучение "петли" говорит о том, что вызвано оно скорее всего воздействием заряженных частиц, разогнанных до околосветовых скоростей, что соответствует температурам свыше нескольких миллиардов градусов. Похожие на нее очень компактные области бурного звездообразования встречаются, по всей видимости, также и в "чужих" галактиках, однако столь характерную структуру поистине чудовищных размеров удалось наблюдать впервые. Доклад об этом открытии представлен доктором Масааки Сакано (Masaaki Sakano) из Лестерского университета (University of Leicester) на встрече британского Королевского астрономического общества (RAS National Astronomy Meeting 2005) в Бирмингеме.

Сходные "петли" ранее были обнаружены вокруг остатков сверхновых, среди их расширяющихся газовых оболочек, сброшенных во время звездных взрывов, а также у пульсаров, погруженных в туманности. Эти оболочки у астрофизиков проходят в качестве основных "подозреваемых" на галактические источники высокоэнергетических космических лучей (речь об источниках, расположенных в пределах нашей Галактики, а всю сложность проблеме придает невозможность определения точного направления прихода заряженных частиц, "запутывающихся" и блуждающих в галактических магнитных полях, многократно меняющих направление и приходящих к Земле равномерно со всех сторон). Однако с обсуждаемым случаем (обладающим "экстраординарным" рентгеновским спектром) никаких остатков сверхновых не связано, а вместо этого поблизости находится переполненный звездный кластер.

"Это открытие позволяет рассматривать в качестве реального другой альтернативный источник высокоэнергетических космических лучей, который связан с областью активного звездообразования", - утверждает Масааки Сакано. Получается, что подобное компактное скопление звезд само по себе способно производить частицы высоких энергий и выступать в виде мощнейшего ускорителя с энергией до тысячи триллионов электрон-вольт (в тысячу раз больше, чем в ускорителях частиц, созданных человеческими руками).

Предполагается, что часть атмосферы таких звезд выдувается мощными звездными ветрами, а столкновение этих ветров с окружающим газом порождает ударный фронт, магнитные поля которого способны разгонять частицы до высоких скоростей, однако подробности, связанные с действием таких ускоряющих механизмов, пока еще полностью не выяснены. Это пока первое наблюдение "ускорителя" такого рода, да и связь скопления с "петлей" на все сто процентов еще не доказана - они могут оказаться расположенными на разных расстояниях от Земли.

Нужно отметить, что Скопление Арки находится от нас в 25 тысячах световых лет и всего лишь в 100 световых годах от центральной гигантской черной дыры Млечного пути. Это самый компактный звездный кластер в нашей Галактике из всех, что нам ныне известны, он содержит приблизительно 150 горячих молодых звезд, сконцентрированных в пределах шара радиусом всего-навсего в один световой год (при том, что до ближайшей к Солнцу звезды свет летит дольше четырех светолет...). 

Циклотроне У-400, расположенном в Дубне, как и других ускорители, разгоняет заряженные частицы с помощью магнитного поля.

Этот тип ускорителя устроен так, что частица, которая находится между полюсами электромагнита, разгоняется, двигаясь по спирали, а затем вылетает в специальный канал, где ставятся мишени и другие исследовательские установки.

Вылетев из циклотрона по специальному каналу, пучок ионов  «врезается» в мишень — колесо, которое очень быстро вращается, иначе пучок прожжет в нем дыру.

Встречаясь с мишенью, пучок выбивает атомы, элементарные частицы, осколки ядер, и среди этого «мусора» могут быть и ядра нового элемента. Чтобы отделить их, за мишенью стоит газонаполненный сепаратор. Уже за ним стоят специализированные детекторы, которые и призваны обнаружить рождение 117-го элемента.где в основном пытаются получить сверхтяжелые элементы.

Ученые теоретики полагают, что новый элемент будет «жить» всего лишь доли секунды — примерно, десятые доли.

Однако зафиксировать появление первого ядра, первое «событие», как говорят физики, — недостаточно. Необходимо проследить всю цепочку дальнейших реакций, как распадается «новорожденное» ядро, какие изотопы при этом образуются. Необходимо, чтобы «событие» повторилось неоднократно, а для международного признания результата нужно, чтобы ту же реакцию повторила другая лаборатория. 

Речь идет о так называемом Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (в английской транскрипции - RНIC). Он позволяет ускорять и сталкивать на встречных курсах не "банальные" протоны, а ядра атомов многих элементов периодической системы Менделеева, вплоть до золота. Это, в свою очередь, позволило получить, как говорят физики, "в системе центра масс" сталкивающихся пучков разогнанных до околосветовых скоростей частиц, не достижимые ранее нигде в земных условиях энергии взаимодействия и температуры (плотности) внутриядерных частиц.

Почему это интересно, очень важно и какое участие в этих работах принимают российские физики?

"Основной целью экспериментов на RHIC является обнаружение и исследование кварк-глюонной плазмы - состояния материи, существовавшего, как предсказывает теория, на самой ранней стадии (10-6 сек.) развития Вселенной, - рассказывает первый заместитель директора ГНЦ "Институт физики высоких энергий" Минатома РФ (г. Протвино, Московская область), профессор Николай Тюрин. - Предполагается, что встречные столкновения тяжелых ядер, когда число сталкивающихся нуклонов (частиц, из которых состоит атомное ядро) приближается к 400, а энергия каждого нуклона достигает величин 100 гигаэлектронвольт (ГэВ), должны создать совершенно необычное состояние вещества. Под влиянием колоссальных температур и давлений нуклонная структура ядра исчезает, а все ранее "запакованные" в нуклоны кварки и глюоны смешиваются вместе и образуют новую сверхплотную фазу ядерной материи - кварк-глюонную плазму. Такое явление предсказано теоретически, но экспериментально пока не наблюдалось".

Эта плазма (время ее жизни около 10-23 сек.) расширяется и охлаждается, а кварки и глюоны заново перегруппировываются в адроны (нуклоны и мезоны). Задача физиков - зарегистрировать эти адроны с помощью специальных детекторов частиц, входящих в состав экспериментальных установок. Изучая частицы, образовавшиеся в результате столкновения разогнанных до околосветовых скоростей тяжелых ядер, можно будет сделать выводы о характеристиках кварк-глюонной плазмы и переходах, сопровождающих ее развитие. Эти исследования должны принести новые фундаментальные знания о природе материи и эволюции нашей Вселенной. 

В 1998 г. в итальянском центре Фраскати начала работать фабрика DAФNE, которая представляет собой двойное кольцо электрон- позитронного коллайдера . 

В планетарном обществе будущего, как пологам великий Никола Тесла, всю энергию он предлагал  извлекать из неисчерпаемых и бесплатных источников. Тесла указывал, что Земля – это ядро огромного генератора, создающего вращением разность потенциалов в миллиарды вольт с более медленной ионосферой, что, по сути, человечество живёт в сферическом конденсаторе большой ёмкости, который постоянно сам заряжается и разряжается. Ионосфера в этом конденсаторе – фаза, атмосфера – диэлектрик, Земля – нуль. На планете, таким образом, постоянно идёт глобальный электрический процесс. Но человечество выбрало другой путь- похожий на путь пришельца, а не жителя Земли. В этом отношении вспоминается фраза Фарадея, когда его спросили, что он будет делать с придуманным им электричеством. Его ответ был сильно кратким: "Правительство придумает, что с этим делать..."

Изучение мира элемнтарных частиц с начала 20 века, благодаря прорыву в некоторых областях (нанотехнологии, получение сверхпроводящих материалов и т.д.), сейчас идет полным ходом. Появилось подобие некоего соревнования между БАК и "Тэватроном", последний немного впереди. Это получение доказательств или саму частицу Хиггса, которая по преданию создает поле Хиггса, при прохождение через которое элементарные частицы приобретают массу, а, следовательно, при обнаружение бозона, существующего пока лишь на бумаге, вероятность возможности антигравитации для крупных обьектов. Но и это не все, встают вопросы, почему элементарные частицы имеют разнообразный цвет и тьму, даже может и запах, в своих фантазиях можно дойти и до того, что каждая элементапная частица индивидуальна, имеет свой неподражаемый "Разум". Почему бы и нет во Вселенной это одна из первых частиц материии и при определенной скудности своего времени, где приходилось выживать надо было пройти тернистый путь до нынешного состояния, которое не может остановиться- все течет все изменяется.

Грандиозный проект по строительству нового 31-километрового Международного линейного коллайдера готов к запуску; с помощью нового ускорителя будут исследованы бозон Хиггса и темная энергия.

Согласно данным ЦЕРНа и коллаборации линейного коллайдера наконец завершена подготовка к строительству нового Международного линейного коллайдера (МЛК), сообщается в Extreme Tech. Сначала новый МЛК поможет ученым, работающим с Большим адронным коллайдером (БАК), идентифицировать и охарактеризовать бозон Хиггса, а в будущем с его помощью можно будет исследовать и другие области, такие как суперсимметрии, темная материя и энергия, теория струн и скрытые измерения, что значительно расширит наши знания о Вселенной.

Общепринятым методом изучения физики элементарных частиц является сталкивание друг с другом протонов или электронов и наблюдение за их дальнейшим поведением. При этом сначала необходимо разогнать частицы до скорости, близкой к скорости света, а для этого можно использовать синхротронный (циклический) или линейный ускоритель. Все самые крупные ускорители в мире, включая БАК и «Теватрон», являются циклическими – именно поэтому Международный линейный коллайдер так интересен для научного сообщества.

По сравнению с циклическими ускорителями, которые сталкивают друг с другом большие частицы, такие как протоны, линейные ускорители гораздо более точны, а значит, способны работать со значительно меньшими по размерам частицами, такими как электроны и позитроны. Энергия столкновения частиц в линейных ускорителях ощутимо ниже (ее максимальный показатель в МЛК составит примерно 1 ТэВ, а в БАК он может достигнуть 13 ТэВ), однако благодаря высокой точности и работе с меньшими по размерам частицами существует беспрецедентно малая вероятность ошибки при проведении научного эксперимента.

На сайте МЛК указана начальная энергия столкновения частиц – 500 ГэВ – показатель, идеально подходящий для изучения недавно открытого учеными проекта БАК бозона Хиггса. В первую очередь ученые собираются проверить, является ли данная частица именно бозоном Хиггса, как это постулируется в рамках Стандартной модели в физике элементарных частиц.

Масштабы международного линейного коллайдера в сравнении с футбольным стадионом. Фото с сайта linearcollider.org

25 миллиардов долларов ради столкновений частиц

При работе МЛК, чтобы создать электроны, наносекундный лазер поражает фотокатод из арсенида галлия. Полученные таким образом электроны ускоряются с помощью сверхпроводящего линейного ускорителя – линейного ускорителя частиц. В свою очередь, для создания позитронов пучок электронов проводят через спиральный ондулятор, чтобы получить фотоны, которые впоследствии направляются к мишени из титанового сплава, образуя таким образом электронно-позитронные пары. Наконец, электроны и оставшиеся фотоны убирают, оставляя чистый поток позитронов. Эти позитроны сталкиваются с пучком электронов, и их последующее поведение фиксируется двумя очень чувствительными детекторами – SiD и ILD.

SiD. Фото с сайта linearcollider.org

ILD. Фото с сайта linearcollider.org

В будущем, после того как с помощью МЛК будет полностью исследован бозон Хиггса, коллайдер идеально подойдет для изучения неизведанных граней физики.

Суперсимметрии, темная материя и энергия, теория струн – все это, по предсказаниям физиков, в пределах досягаемости электрон-позитронных столкновений МЛК.

Следующим этапом должно стать определение месторасположения будущего МЛК. Европа (ЦЕРН), Америка (Fermilab) и Япония обладают всеми возможностями для постройки коллайдера, но наиболее вероятным вариантом на сегодняшний день считается постройка МЛК в Японии. Строительство должно начаться в 2015 году и закончиться предположительно не ранее 2026 года. Общая стоимость строительства оценивается в 10-25 миллиардов долларов. 

В 2014 году стартовал новый проект "Супер чарм - тау фабрика". Этот ускоритель для изучения столкновений встречных пучков электронов и позитронов. Целью является выявление и изучение явлений и процессов, выходящих за рамки Стандартной модели. Предпологаемый радиус коллаэйдеры будут иметь окружность 100 км ( для примера БАК 30 км ). Кто знает может в этом есть рациональный смысл, чтобы в дальнейшем использовать такие магниты для изменения орбиты Земли. Т. е. появится реальная возможность повлиять на климатические изменения. 

http://www.km.ru/science-tech/2013/06/18/nauka-i-tekhnologii/713922-dlya-stroitelstva-mezhdunarodnogo-lineinogo-kolla


Читать полностью:http://www.km.ru/science-tech/2013/06/18/nauka-i-tekhnologii/713922-dlya-stroitelstva-mezhdunarodnogo-lineinogo-koll