Опрос
|
реклама
Быстрый переход
На Большом адронном коллайдере открыли новую частицу — «протон на стероидах»
18.03.2026 [11:42],
Геннадий Детинич
Коллаборация LHCb на Большом адронном коллайдере в CERN объявила об обнаружении новой субатомной частицы — тяжёлого бариона, состоящего из двух очарованных кварков (c-кварков) и одного нижнего кварка (d-кварка). Эта частица по структуре аналогична протону — одной из самых распространённых частиц во Вселенной, но примерно в четыре раза тяжелее него благодаря замене лёгких кварков на тяжёлые c-кварки. Это стало первым открытием после модернизации БАК. 
Художественное представление новой частицы. Источник изображения: CERN Очередная модернизация БАК завершилась в 2022 году. Она повысила яркость установки. В 2023 году была завершена модернизация детекторов коллаборации LHCb, которая привела к замене около 90 % оборудования на более чувствительное. В 2017 году уже были намёки на открытие новой частицы, но данных было недостаточно. На обновлённом оборудовании в процессе наблюдений в 2024 году новую частицу удалось обнаружить с невероятной достоверностью 7 «сигма», тогда как для открытия достаточно достичь статистической значимости 5 «сигма». Отметим, что тяжёлые барионы живут крайне недолго, поэтому их нельзя обнаружить напрямую. Такие частицы рождаются при столкновениях разогнанных протонов друг с другом (если говорить о БАК) и быстро распадаются. Анализ продуктов распада — тоже частиц, но уже известных (их энергий и траекторий), — позволяет вычислить породившие эти каскады короткоживущие частицы. Кстати, это уже 80-я по счёту новая частица, открытая с помощью БАК. Её масса оказалась равна 3619,97 МэВ (мегаэлектронвольта). Открытие имеет ключевое значение для проверки моделей квантовой хромодинамики (QCD) — теории сильного взаимодействия, описывающей, как кварки связываются в барионы, мезоны и экзотические состояния вроде тетракварков и пентакварков. Барионы с двумя тяжёлыми кварками позволяют изучать сильное взаимодействие в режиме, когда два тяжёлых кварка находятся близко друг к другу, что отличается от условий в обычных протонах и нейтронах. Новые условия — это шанс обнаружить путь к новой физике. Хотя открытие вновь подтвердило верность Стандартной модели элементарных частиц, поиски любых несоответствий продолжаются. Российские учёные больше не смогут работать с Большим адронным коллайдером
20.09.2024 [21:18],
Владимир Фетисов
Российские физики с 1 декабря 2024 года лишатся доступа к объектам Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), среди которых Большой адронный коллайдер (БАК). Сообщение об этому опубликовано в журнале Nature. 
Источник изображения: home.cern Вместе с этим российские учёные должны сдать имеющиеся у них французские и швейцарские виды на жительство. При этом в Немецком синхротронном центре заявили, что отказ от сотрудничества с российскими физиками «оставит дыру». Там также отметили, что легко заменить российских учёных другими не удастся. Продолжить исследования в ЦЕРНе смогут учёные, которые перешли из российских организаций в иностранные. По данным источника, около 90 россиян с 2022 года сделали такой выбор и еще 20 человек ищут места в зарубежных учреждениях в настоящее время. ЦЕРН также продолжит реализацию около 270 проектов с сотрудниками российского Объединённого института ядерных исследований на коллайдере NICA в подмосковной Дубне. ЦЕРН объявил о прекращении сотрудничества с российскими учёными в марте этого года. В сообщении говорилось, что с организацией взаимодействуют менее 500 человек, связанных с учреждениями из России. В ЦЕРН также добавили, что ведётся подготовка по передаче задач на коллайдере другим группам специалистов. Вскоре после обострения ситуации на Украине в 2022 году ЦЕРН приостановил статус наблюдателя для России. Позднее организация не стала продлевать соглашения о сотрудничестве с Россией и Республикой Беларусь после истечения их сроков в 2024 году. Учёные впервые квантово запутали топ-кварки — исполинов среди всех обнаруженных элементарных частиц
20.09.2024 [19:48],
Геннадий Детинич
Топ-кварки или t-кварки, были обнаружены всего 30 лет назад. Они чрезвычайно массивны по сравнению с остальными элементарными частицами Стандартной модели. Это делает их уникальными и загадочными, открывая перспективы для новых открытий в области физики — неизвестных взаимодействий или частиц. Раскрывая секреты топ-кварков, учёные впервые смогли квантово запутать их пары, что произошло на Большом адронном коллайдере без экстремального охлаждения среды. 
Художественное представление пары запутанных топ-кварков. Источник изображения: CERN До сих пор исследователи создавали квантовую запутанность лёгких частиц в условиях низких энергий. Обычно это были фотоны. Квантовая запутанность означает, что мы можем узнать некоторые квантовые свойства одной частицы (например, фотона) по детектируемым свойствам другой частицы из запутанной пары, даже если первая находится на краю Вселенной. При этом никакой передачи информации или энергии не происходит. Нам просто становятся известны определённые квантовые характеристики фотона из запутанной пары. Топ-кварки — это частицы совершенно другого масштаба по массе и энергии. Они были открыты последними из шести типов кварков. Масса топ-кварка в 184 раза превышает массу протона и, например, значительно больше массы атома вольфрама. Запутать пару топ-кварков — значит выйти на энергетический уровень выше 10 ТэВ (тераэлектронвольт). В случае фотонов или других лёгких частиц (фотоны не имеют массы) для предотвращения разрушения квантовых состояний и запутанности экспериментальные системы охлаждаются до абсолютного нуля, чтобы минимизировать все внутренние колебания. Это известная проблема квантовых вычислений, которые страдают от короткого времени когерентности. Для запутывания пар топ-кварков этого не потребовалось. Авторы исследования из коллаборации ATLAS создали необходимые для этого условия в процессе эксперимента на коллайдере БАК. Статья о работе вышла в журнале Nature. Похожую работу независимо также проделали учёные из коллаборации CMS, но их работа пока есть лишь на сайте препринтов arXiv.orgc. Топ-кварки, благодаря своим свойствам, оказались удобным объектом для изучения запутанности с использованием относительно простых средств, по сравнению с другими случаями, и при этом на совершенно новом уровне энергий. Хотя стоит признать, что Большой адронный коллайдер трудно назвать «подручным инструментом», это вряд ли позволит в ближайшее время перевести эксперименты с топ-кварками в практическую плоскость квантовых вычислений или криптографии. Тем не менее, изучение квантовой запутанности на столь высокой энергетической ступени — это не просто шаг вперёд, это прорыв! На Большом адронном коллайдере впервые получены нейтрино высоких энергий
13.08.2024 [12:25],
Геннадий Детинич
Физики коллаборации FASER впервые смогли получить нейтрино высоких энергий в земной лаборатории. Рукотворные нейтрино были произведены на Большом адронном коллайдере (БАК). Характеристики этих частиц полностью соответствовали Стандартной модели. Учёным впервые удалось буквально пощупать эти неуловимые частицы, что поможет проверять теории в фундаментальной физике и расширять её границы. 
Трек нейтрино на фотоэмульсионной плёнке. Источник изображений: FASER Нейтрино низких энергий регистрируются достаточно давно, например, это могут быть солнечные нейтрино. Также учёные научились регистрировать нейтрино сверхвысоких энергий, приходящие из глубин космоса. Для этого глубоко под землёй или в толще льдов (например, в Антарктике и на Байкале) размещаются детекторы, которые способны уловить эти частицы со сверхвысокой энергией. Полученные результаты соответствуют теории и служат доказательством правоты учёных. Нейтрино высоких энергий регистрируются крайне редко и никогда не были получены на Земле искусственным путём. Речь идёт о диапазоне энергий от 200–300 ГэВ (гигаэлектронвольт) до 10 ТэВ. Впервые заявка о проникновении учёными в данный диапазон энергий была сделана в марте 2023 года. Что отдельно приятно, за анализ значительной части экспериментов и его теоретическое обоснование надо благодарить российский Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ). Не исключено, что в подготовке новой работы, опубликованной в прошлом месяце в журнале Physical Review Letters, также принимали участие российские физики. 
Схема установки с детектором Исследователи изучили часть объёма детектора FASER𝜈 в эквиваленте около 129 кг (общий вес детектора достигает 1,1 т — его датчики состоят из чередующихся пластинок вольфрама и фотоэмульсии). Учёным удалось выявить четырёх кандидатов в события от взаимодействий электронных нейтрино и восемь кандидатов события от взаимодействий мюонных нейтрино — все с достоверностью выше 5 «сигма», что эквивалентно открытию. Все кандидаты в рукотворные нейтрино были в малоизученном на практике диапазоне энергий от 520 до 1760 ГэВ. Измеренные характеристики частиц полностью соответствуют Стандартной модели, что стало очередным доказательством, что земная наука немного разбирается в том, как устроен наш мир. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
