БАК 2.0 — ЦЕРН перезапустил дробилку протонов

 

Если в БАК велосипедист собьёт роллера, в ЦЕРН даже не удивятся (фото: rte.ie).

Читать далее

Серия сообщений "Большой адронный коллайдер LHC":
Часть 1 - Страсти по коллайдеру. Часть 1, музыкальная.
Часть 2 - Страсти по коллайдеру. Часть 2, музыкальная.
...
Часть 19 - Квантовая флуктуация - и ВСЁ!
Часть 20 - Бозон как бозон...
Часть 21 - БАК теперь ловит гейджино
Часть 22 - Элементарный хэви метал (снова музыка!)

Открытая на БАКе частица — действительно бозон Хиггса

15 марта 2013 года, 14:14 | Текст: Александр Березин | Послушать эту новость

Серия сообщений "Большой адронный коллайдер LHC":
Часть 1 - Страсти по коллайдеру. Часть 1, музыкальная.
Часть 2 - Страсти по коллайдеру. Часть 2, музыкальная.
...
Часть 18 - Глазма - цветной конденсат
Часть 19 - Квантовая флуктуация - и ВСЁ!
Часть 20 - Бозон как бозон...
Часть 21 - БАК теперь ловит гейджино
Часть 22 - Элементарный хэви метал (снова музыка!)

Ученые не исключают возможности появления на Большом адронном коллайдере нового вида материи

Физики из Массачусетского технологического института (MIT) проанализировали данные, полученные в ходе протон-свинцовых столкновений в Большом адронном коллайдере (LHC), и пришли к выводу, что в гигантском кольце могла появиться новая форма материи – так называемая глазма (или "конденсат цветового стекла").

Серия сообщений "Большой адронный коллайдер LHC":
Часть 1 - Страсти по коллайдеру. Часть 1, музыкальная.
Часть 2 - Страсти по коллайдеру. Часть 2, музыкальная.
...
Часть 16 - Бозону Хиггса не будет одиноко?
Часть 17 - Песня о бозоне Хиггса - "Rolling in the Higgs".
Часть 18 - Глазма - цветной конденсат
Часть 19 - Квантовая флуктуация - и ВСЁ!
Часть 20 - Бозон как бозон...
Часть 21 - БАК теперь ловит гейджино
Часть 22 - Элементарный хэви метал (снова музыка!)

Группа физиков экспериментально показала несостоятельность распространенной интерпретации фундаментального для квантовой механики принципа неопределенности Гейзенберга. Обычно он понимается в том смысле, что измерение одного параметра квантовой системы изменяет ее состояние таким образом, что измерить другой параметр не представляется возможным (подробное пояснение ниже). Новые исследования показали, что неопределенность не обязательно должна быть связана с процессом наблюдения.

Принцип неопределенности Гейзенберга в квантовой механике — фундаментальное неравенство (соотношение неопределенностей), устанавливающее предел точности одновременного определения пары характеризующих квантовую систему физических величин. Фактически, суть принципа заключается в том, что существует предел того, что мы можем узнать о квантовой системе. Например, чем точнее мы измеряем положение частицы, тем меньше мы можем узнать о ее импульсе, и наоборот. Собственно, именно этот случай первоначально и рассматривался Гейзенбергом.

Иногда Гейзенберг объяснял суть своего принципа как проблему измерения. Известный мысленный эксперимент Гейзенберга описывал проблему фотографирования электрона. Чтобы это сделать, ученому необходимо, чтобы об электрон ударился о фотон, который затем отскочил бы на  фотопленку. Это позволит узнать, где расположен электрон, но, вместе с тем, повлияет на его энергию, заставив его двигаться. То есть, измерение местоположения создаст неопределенность в отношении скорости движения электрона.

Анекдот в тему:
Специалиста по квантовой физике останавливает на шоссе полицейский и спрашивает:
— Вы знаете, как быстро Вы ехали, сэр?
На что физик отвечает:
— Нет, но я точно знаю, где я!

Эфраим Штейнберг из Университета Торонто (Канада) и его исследовательская группа провели ряд измерений состояний фотона и показали, что акт измерения может вносить меньше неопределенности, чем требуется в соответствии принципом Гейзенберга. При этом общее количество неопределенности остается неизменным — следовательно, она не является результатом измерения.

Группа Штейнберга измеряла не координату и импульс, а два других связанных свойства фотона: его поляризационные состояния. В данном случае, поляризация вдоль одной плоскости связана с поляризацией вдоль другой. По Гейзенбергу, существует предел точности, с которой можно измерить оба этих параметра.

Сначала исследователи выполнили «слабое» измерение поляризации фотона в одной плоскости — недостаточное для того, чтобы повлиять на фотон, но давшее грубое представление о значении параметра. Затем они измерили поляризацию во второй плоскости. Наконец, с помощью точного («сильного») измерения, они снова измерили первую поляризацию, чтобы узнать, была ли она нарушена вторым измерением.

Многократное повторение измерений показало, что измерение одной поляризации не всегда вносило нарушение во второе состояние в той мере, в которой это предсказывает принцип неопределенности Гейзенберга. В самом худшем случае, измерение вносило только половину от неопределенности, ожидаемой «по Гейзенбергу».

Но радоваться рано: по словам Штейнберга «принцип неопределенности все еще в силе, ведь, в конце концов, не существует способа узнать оба квантовых состояния точно и одновременно». Но эксперимент показал, что акт измерения не всегда является причиной неопределенности. «В самой системе неопределенности уже достаточно, нет необходимости вносить дополнительную за счет измерения», — поясняет Штейнберг.

На фото: Вернер Гейзенберг

Иван Шпикуляк

Материал сайта noos.com.ua. Публикация в Physical Review Letters.

В экспериментах, возможно, были обнаружены сразу два бозона Хиггса

30 августа 2012 года, 14:15 | Текст: Дмитрий Сафин

Теоретики из Франции и США показали, что некоторые особенности последних данных с Большого адронного коллайдера (БАК) и «Теватрона» можно объяснить регистрацией не одного, а двух бозонов Хиггса.

Стоит сразу напомнить, что надёжный сигнал от частицы, претендующей на роль хиггсовской, былвыделен детекторами БАКа ATLAS и CMS около двух месяцев назад. При поиске этого сигнала физики ориентировались на предсказания Стандартной модели, которая даёт довольно точные оценки вероятности распада бозона Хиггса на пару фотонов γ, W- или Z-бозонов, тау-лептонов τ или пару «b-кварк — b-антикварк», зависящей от его теоретически не определяемой массы М_Н.

В экспериментах на БАКе наиболее информативными оказываются каналы распада на γγ, ZZ и WW. Обработав информацию по каналам γγ и ZZ, где ATLAS и CMS обеспечивают высокое разрешение по массе, учёные нашли значение М_Н = 125–126 ГэВ. Хотя результаты экспериментов в основном согласуются с расчётами в рамках Стандартной модели, проведёнными для такой массы бозона Хиггса, небольшие расхождения заметить можно. В канале γγ, к примеру, и ATLAS, и CMS зарегистрировали больше распадов, чем ожидалось, а второй детектор увидел ещё и дополнительный (но не имеющий серьёзной статистической значимости) пик в районе 136 ГэВ. Кроме того, при исследовании распадов на пары тау-лептонов коллаборация CMS обнаружила некоторый дефицит событий в области 125 ГэВ и их избыток для М_Н > 132 ГэВ.

На «Теватроне», где самым перспективным с точки зрения отбора полезных событий считалось образование хиггсовской частицы в паре с W- или Z-бозоном и последующий её распад на пару «b — анти-b», действительно значимый сигнал, позволяющий говорить об открытии, так и не проявился. Тем не менее следы предполагаемого бозона Хиггса с массой в ~135 ГэВ можно найти и в данных с этого коллайдера.

 

Разгадать этот ребус неизмеримо проще, чем обнаружить любую из предсказанных суперсимметричных частиц. (Иллюстрация Caroline Duc.)

 

По мнению авторов, все эти «странности» могут указывать на то, что БАК и «Теватрон» зафиксировали распады двух разных бозонов с массой в ~125 и ~136 ГэВ. Эти частицы, естественно, описываются уже не Стандартной моделью, а её суперсимметричным расширением, которое допускает существование нескольких физических хиггсовских бозонов. Если точнее, то физики рассмотрели модель NMSSM(next-to-minimal supersymmetric Standard Model — модель, следующая за минимальной суперсимметричной Стандартной), содержащую целых семь бозонов Хиггса, и отметили такую точку в её пространстве параметров, которая даёт хорошее соответствие почти всем данных с двух коллайдеров.

Проверка этой гипотезы потребует новых измерений в каналах γγ и ZZ. Экспериментаторы также могут попытаться обнаружить третий бозон Хиггса из NMSSM, который должен иметь бóльшую массу (~290 ГэВ).

Существует и возможность проверки самóй модели NMSSM, которая предсказывает появление не только нескольких хиггсовских бозонов, но и других новых частиц вроде скварков и глюино(суперпартнёров кварков и глюонов). К сожалению, длительные поиски подобных суперсимметричных частиц не дают результатов: на юбилейной двадцатой специализированной конференции SUSY 2012, которая проходила в Пекине и завершилась 18 августа, коллаборации ATLAS и CMS вновь сообщили о том, что никаких следов суперсимметрии они не зафиксировали.

Материал science.compulenta.ru по материалам arXiv.

Серия сообщений "Большой адронный коллайдер LHC":
Часть 1 - Страсти по коллайдеру. Часть 1, музыкальная.
Часть 2 - Страсти по коллайдеру. Часть 2, музыкальная.
...
Часть 14 - В экспериментах на БАК обнаружена новая частица
Часть 15 - Уже! Уже?
Часть 16 - Бозону Хиггса не будет одиноко?
Часть 17 - Песня о бозоне Хиггса - "Rolling in the Higgs".
Часть 18 - Глазма - цветной конденсат
...
Часть 20 - Бозон как бозон...
Часть 21 - БАК теперь ловит гейджино
Часть 22 - Элементарный хэви метал (снова музыка!)

Установленный на Большом адронном коллайдере детектор CMS, фиксирующий результаты протон-протонных столкновений, обнаружил следы распада не наблюдавшейся ранее прелестной кси-частицы. Подробности - по ссылке: 

http://newsme.com.ua/tech/science/1270239/

Серия сообщений "Большой адронный коллайдер LHC":
Часть 1 - Страсти по коллайдеру. Часть 1, музыкальная.
Часть 2 - Страсти по коллайдеру. Часть 2, музыкальная.
...
Часть 12 - Теорию суперсимметрии придётся пересмотреть?
Часть 13 - Они обещали открыть бозон к Рождеству!
Часть 14 - В экспериментах на БАК обнаружена новая частица
Часть 15 - Уже! Уже?
Часть 16 - Бозону Хиггса не будет одиноко?
...
Часть 20 - Бозон как бозон...
Часть 21 - БАК теперь ловит гейджино
Часть 22 - Элементарный хэви метал (снова музыка!)

   Лекция кандидата физико-математических наук Игоря Иванова для студентов и школьников. ФИАН,  2007 год. 14 частей.

   Стенограмма лекции по адресу -  http://elementy.ru/lib/430525

                                   Читать далее

Серия сообщений "Большой адронный коллайдер LHC":
Часть 1 - Страсти по коллайдеру. Часть 1, музыкальная.
Часть 2 - Страсти по коллайдеру. Часть 2, музыкальная.
...
Часть 6 - Страсти по коллайдеру. Часть 6, опять музыкальная.
Часть 7 - Три года до сенсации
Часть 8 - Популярная лекция Игоря Иванова "Мир внутри атомного ядра"
Часть 9 - Антиматерия в ловушке!
Часть 10 - Новости с коллайдера. Ноябрь-декабрь 2010.
...
Часть 20 - Бозон как бозон...
Часть 21 - БАК теперь ловит гейджино
Часть 22 - Элементарный хэви метал (снова музыка!)

15 ноября 2010 г. 20:56

В коллайдере стало жарче, чем в центре солнца На днях им удалось достичь в результате столкновений ионов свинца таких температур, которые никогда ранее не достигались в экспериментах. Читать дальше...

Серия сообщений "Большой адронный коллайдер LHC":
Часть 1 - Страсти по коллайдеру. Часть 1, музыкальная.
Часть 2 - Страсти по коллайдеру. Часть 2, музыкальная.
...
Часть 5 - Страсти по коллайдеру. Часть 5, русские цернетки.
Часть 6 - Страсти по коллайдеру. Часть 6, опять музыкальная.
Часть 7 - Три года до сенсации
Часть 8 - Популярная лекция Игоря Иванова "Мир внутри атомного ядра"
Часть 9 - Антиматерия в ловушке!
...
Часть 20 - Бозон как бозон...
Часть 21 - БАК теперь ловит гейджино
Часть 22 - Элементарный хэви метал (снова музыка!)

   Какой же он, Большой адронный коллайдер? Зачем построен? Что нового уже узнали учёные благодаря ему? Попробуем разобраться.

   Так разгоняются в БАКе протонные пучки.

     Физик Брайан Грин рассказывает о дополнительных измерениях и теории суперструн. Именно эти теории и призван подтвердить (или опровергнуть?) БАК.    

         Первая часть ролика.

       Вторая часть ролика.

  Кто питает к физике непраздный интерес, могут прочесть ЗДЕСЬ статью о странной прекрасной частице, впервые пойманной на БАКе. "Странная" и "прекрасная" - строгие физические термины, означающие, что частица состоит из прелестного кварка и странного аникварка. Да, да, и физики не чужды лирике. Так называются разные типы кварков: очарованный, прелестный, странный. Исследование подобных частиц приближает физиков к пониманию того, как происходил Большой Взрыв, как возникла асимметрия между материей и антиматерией. А легендарный бозон Хиггса, пока не открытый, называют "частицей Бога", и это уже чистая лирика.

  Последние новости с БАКа, о В(прелестных)-мезонах, в статье lenta.ru/news/2010/09/20/charm/

Серия сообщений "Большой адронный коллайдер LHC":
Часть 1 - Страсти по коллайдеру. Часть 1, музыкальная.
Часть 2 - Страсти по коллайдеру. Часть 2, музыкальная.
Часть 3 - Страсти по коллайдеру. Часть 3, юмористическая.
Часть 4 - Страсти по коллайдеру. Часть 4, научно-популярная.
Часть 5 - Страсти по коллайдеру. Часть 5, русские цернетки.
Часть 6 - Страсти по коллайдеру. Часть 6, опять музыкальная.
...
Часть 20 - Бозон как бозон...
Часть 21 - БАК теперь ловит гейджино
Часть 22 - Элементарный хэви метал (снова музыка!)