Физичари ЦЕРН-а пронашли „духа“ који је опседао акцелератор, а сад хоће да га истерају

Велики хадронски сударач у ЦЕРН-у дуго је „опседао“ невидљиви проблем, али физичари су коначно успели да га пронађу и сада планирају да га елиминишу.

Скривен унутар замршених тунела акцелератора честица у ЦЕРН-у лежи збуњујући феномен који су физичари тек недавно открили. Унутар инструмента Super Proton Synchrotron, квантификована је претходно невидљива структура, способна да мења путање честица, што представља изазов за научнаистраживања.

Описана као постојање унутар фазног простора, та структура се манифестује у четири димензије, означавајући значајан корак у разумевању универзалних проблема акцелератора магнетских честица, преноси „Сајенс алерт“.

Проблем једнодимензионалног размишљања

„У физици акцелератора, размишљање је често једнодимензионално. То прузрокује деградацију снопа зрака и отежава постизање потребних параметара тог снопа“, примећује физичар Ђулијано Франћети из ГСИ-ја у Немачкој.

Резонанца, темељни феномен иза наведене структуре, догађа се када се два система синхронизују, слично планетарним орбитама које гравитационо међусобно делују или виљушкама које симпатички вибрирају. Акцелератори честица користе снажне магнете за вођење зрака честица, али несавршености у тим магнетима могу да индукују резонанце, компликујући путање честица.

Сложеност проблема даље ескалира с додатним степенима слободе у динамичким системима захтевајући четири параметра у фазном простору за тачно мапирање сваке тачке.

„Међутим, да би се мапирала резонанца, сноп честица треба да се мери и преко хоризонталне и вертикалне равни“, појашњава Франћети.

Успех после година проучавања

Разумевање учинака резонанце захтевало је године проучавања и опсежне компјутерске симулације. Упркос томе, то је сазнање утрло пут физичарима Хану Бартосику и Франку Шмиту из ЦЕРН-а за мерење поменуте претходно недокучиве магнетске аномалије.

„Оно што наше недавно откриће чини тако посебним јесте то што показује како се појединачне честице понашају у спрегнутој резонанци“, каже Бартосик. „Можемо показати да се експериментални налази слажу са оним што је било предвиђено на основу теорије и симулације“, додаје он.

Њихова детаљна мерења, коришћењем монитора положаја зрака, исцртала су мапу резонанце која „опседа“ ЦЕРН-ов акцелератор.

Тим сада има за циљ да развијетеорију која описује понашање појединачних честица усред резонанце акцелератора, нудећи нови приступ за ублажавање деградације снопа зрака честица.

Ово револуционарно истраживање, које је кулминирало студијом објављеној у часопису „Нејчер физикс“, најављује обећавајућу путању према превладавању изазова у мерењима унутар акцелератора.

Погледајте и: