CERN: wykryto ciekawe zjawisko; pomogła polska instalacja pomiarowa :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Michael Hanlon: "10 pytań, na które nauka nie znalazła (jeszcze) odpowiedzi" - recenzja

Polscy naukowcy nie muszą "jechać z tyłu"

10 najważniejszych odkryć naukowych roku 2009 według "Science"

Lek, który zamieni rannego żołnierza w "niezniszczalnego"

Naukowcy zaskoczeni pierwszą próbą "wielkiego zderzacza"

Nietypowa cząstka elementarna - mion - została zarejestrowana przez aparaturę pomiarową działającą przy akceleratorze LHC w ośrodku badawczym CERN pod Genewą. Współtwórcami aparatury są warszawscy fizycy.

Jak poinformował PAP rzecznik Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku dr Marek Pawłowski, ogromny kompleks detektorów o nazwie CMS zarejestrował wystrzelenie mionu z miejsca, w którym doszło do zderzenia protonów, przyspieszanych w akceleratorze. Oznacza to w uproszczeniu, że trakcie tych zderzeń rozbijają się wyjściowe cząstki - protony, a w ich miejsce powstają nowe - normalnie nieistniejące na Ziemi. Właśnie na takich zderzeniach zależy fizykom, którzy próbują doświadczalnie potwierdzić teorie o istnieniu nowych, nieznanych dotąd cząstek.

"Miony to kuzyni elektronów: mają ten sam co one ładunek elektryczny, lecz masę ok. 200 razy większą" - tłumaczy Pawłowski. Tego typu cząstek nie ma na Ziemi. Natomiast znajdują się w tzw. promieniowaniu kosmicznym. Potrafią one przenikać przez różne materiały, zatem niekiedy nawet umieszczone 100 m pod powierzchnią ziemi detektory w CERN "widzą" je. Tym razem jednak naukowcy są przekonani, że mion powstał w detektorze, a nie przyleciał z kosmosu. "Na szczęście miony wytworzone w LHC powinny rozbiegać się z wnętrza detektora na zewnątrz. I właśnie taki ślad udało nam się ostatnio zaobserwować" - podkreśla dr Michał Szleper z Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku.

Cząstkę udało się zaobserwować w piątek. Daje to naukowcom nadzieję na zarejestrowanie nie tylko samych mionów, ale również innych, nieznanych dotąd zjawisk.

Poza tym dowodzi, że skomplikowana aparatura, jaką jest CMS (Compact Muon Solenoid), działa poprawnie. W konstruowaniu tego zestawu detektorów, który wielkością przypomina kamienicę, brali udział warszawscy fizycy. Pomogli oni zrobić unikatowy system selekcjonujący zarejestrowane zjawiska, tak aby zapisywać dane tylko o najciekawszych. To bardzo istotne, bo z jednej strony naukowcy nie mogą pozwolić sobie na zarejestrowanie wszystkich pomiarów - z drugiej muszą mieć pewność, że nie przepadnie nic ważnego.

"Docelowo wiązki cząstek wewnątrz detektora CMS będą się przecinały 40 milionów razy na sekundę, a podczas każdego przecięcia dojdzie do 20-30 zderzeń. Ponieważ opis każdego zderzenia zajmuje około megabajta danych, przechowanie i przeanalizowanie tak gigantycznej ilości informacji nie byłoby możliwe. Większości przypadkom towarzyszą procesy doskonale znane fizykom, można więc było opracować system, który z każdych kilkudziesięciu tysięcy zdarzeń potrafi wyłowić jedno lub dwa warte zapisania" - tłumaczy Pawłowski.

"W miarę jak akcelerator LHC startuje, obserwujemy rzeczy, które są znane fizykom od dobrych dziesiątków lat. Obserwując te zjawiska, potwierdzamy, że nasze urządzenia działają tak, jak powinny" - powiedział w niedzielę PAP fizyk w CERN, dr Piotr Traczyk.

Ocenił, że zarejestrowanie mionu przez aparaturę pomiarową nie jest dla fizyków odkryciem, ale na pewno sukcesem.

"To, że w ubiegłym tygodniu zobaczyliśmy pierwszy mion w części detektora, to jest dla nas sukces. Ta część detektora - to układ konkretnie nakierowany na obserwację mionów. Został on zaprojektowany i wykonany przy współpracy fizyków warszawskich. To, że ten mion został zarejestrowany przez układ to znak dla nas, że działa on tak, jak powinien. Oznacza to, że ten układ jest przygotowany do dalszej pracy, robienia odkryć i patrzenia na coś, czego być może nie znamy" - podkreślił Traczyk.

Wielki Zderzacz Hadronów (Large Hadron Collider - LHC) to kołowy akcelerator cząstek elementarnych, znajdujący się w ośrodku badawczym CERN pod Genewą. Obecne eksperymenty z udziałem akceleratora rozpoczęto w listopadzie, po przerwie spowodowanej awarią, której LHC uległ we wrześniu 2008 roku po zaledwie 9 dniach działania. Przy użyciu akceleratora naukowcy chcą m.in symulować warunki, które istniały we wszechświecie w niewyobrażalnie małym ułamku sekundy "dziesięć do minus 25 sekundy" po Wielkim Wybuchu. Badacze chcą też sprawdzić słuszność teorii o istnieniu tzw. cząstki Higgsa, której oddziaływania z innymi cząstkami miałyby wpływać na ich masę. Inne cele badawcze dotyczą m.in lepszego poznania dodatkowych wymiarów, zrozumienie asymetrii pomiędzy materią i antymaterią, a także lepsze zbadanie nowego stanu skupienia - plazmy kwarkowo-gluonowej.

LHC znajduje się w specjalnym kolistym tunelu umieszczonym 100 metrów pod ziemią. W 27-kilometrowej rurze za pomocą fal radiowych przyspieszane są dwie przeciwbieżne wiązki cząstek elementarnych (przeważnie protonów). Osiągają one niemal prędkość światła, a następnie zderzają się ze sobą, a w wyniku tego tworzą się inne cząstki. Do ich obserwacji służą (oprócz CMS) jeszcze trzy inne kompleksy detektorów, rozmieszczone na obwodzie akceleratora.

Źródło:
PAP - Nauka w Polsce

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

LHC@home - projekt przetwarzania rozproszonego platformy BOINC. Jego celem jest umożliwienie dokładnej kalibracji akceleratora cząstek elementarnych, Large Hadron Collider (LHC), budowanego przez CERN w Genewie. pełny tekst

OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus Oscylacyjny Projekt z użyciem Emulsyjnego Rejestrującego Aparatu) eksperyment fizyczny przeprowadzony w CERN pod Genewą przy użyciu Supersynchrotronu Protonowego. Badano zjawisko oscylacji neutrin. 23 września 2011 roku ogłoszono przekroczenie prędkości światła przez wiązkę neutrin mionowych, co jest niezgodne z teorią względności Einsteina. pełny tekst

Akcelerator zderzeniowy - urządzenie rozpędzające cząstki elementarne w przeciwnych kierunkach w dwóch tunelach, by zderzyły się i zużyły prawie całą porcję energii kinetycznej na wytworzenie nowych cząstek. Do najważniejszych działających należy Wielki Zderzacz Hadronów w CERN. pełny tekst

LEP (z ang. Large Electron Positron Collider, Wielki Zderzacz Elektronowo Pozytonowy) to akcelerator pracujący w CERN pod Genewą w latach 1989-2000. Znajdował się on w tunelu o obwodzie 27 kilometrów. Akcelerator po wybudowaniu w 1989 roku potrafił rozpędzić elektrony do energii 45 GeV, a pod koniec swojego działania do 104.6 GeV. pełny tekst

Proton Synchrotron (PS) to jeden synchrotronów zainstalowanych w laboratorium CERN. Przyjmuje on protony wstrzykiwane z PS boostera o energii 1.4 GeV i przyśpiesza je do energii 28 GeV. Następnie protony wstrzykiwane są do synchrotronu SPS. Oprócz protonów przyśpieszane mogą byc także elektrony, pozytrony oraz jony. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".