Големиот судирач на честички во ЦЕРН долго време е „опседнат“ со невидлив проблем, но физичарите конечно успеаја да го пронајдат, а сега планираат да го елиминираат.
Скриен во сложените тунели на забрзувачот на честички во ЦЕРН се крие збунувачки феномен што физичарите неодамна го открија. Внатре во инструментот Super Proton Synchrotron, претходно квантифицирана невидена структура способна да ги менува траекториите на честичките, што претставува предизвик за научните истражувања.
Опишана како постоечка во фазен простор, оваа структура се манифестира во четири димензии, означувајќи значаен чекор во разбирањето на универзалните проблеми на забрзувачите на магнетни честички.
Проблемот на еднодимензионално размислување
Во акцелераторската физика, размислувањето често е само на една рамнина. Ова предизвикува деградација на зракот и го отежнува постигнувањето на потребните параметри на тој зрак, забележува физичарот Џулијано Франчети од GSI во Германија.
Резонанца, фундаменталниот феномен зад споменатата структура, се јавува кога два системи се синхронизираат, слично на планетарните орбити кои гравитационо комуницираат или вилушките кои вибрираат симпатично. Забрзувачите на честички користат моќни магнети за да ги водат зраците на честичките, но несовршеностите во тие магнети можат да индицираат резонанца, комплицирајќи ги траекториите на честичките.
Комплексноста на проблемот дополнително ескалира со дополнителни степени на слобода во динамичките системи, барајќи четири параметри во фазен простор за прецизно мапирање на секоја точка.
Меѓутоа, за да се мапира резонанцата, треба да се мери зракот на честички, и низ хоризонталната и вертикалната рамнина, објаснува Франчети.
Успех по долгогодишно проучување и компјутерски симулации
За да се разберат ефектите од резонанцата потребни се години на студии и обемни компјутерски симулации. Сепак, ова знаење им го отвори патот на физичарите Ханес Бартосик и Френк Шмит од ЦЕРН да ја измерат гореспоменатата претходно неразбирлива магнетна аномалија.
Она што го прави нашето неодамнешно откритие толку посебно е тоа што покажува како поединечните честички се однесуваат во поврзана резонанца, нагласува Бартосик.
Нивните детални мерења, со помош на монитор за позицијата на зракот, ја истакнаа мапата на резонанција што го прогонува акцелераторот на CERN.
Можеме да покажеме дека експерименталните наоди се согласуваат со она што беше предвидено врз основа на теорија и симулација, истакнува Бартосик.
Тимот сега има за цел да развие теорија која го опишува однесувањето на поединечните честички во услови на резонанца на акцелераторот, нудејќи нов пристап за ублажување на деградацијата на зракот на честичките. Ова револуционерно истражување, кое кулминираше со студија објавена во списанието Nature Physics, најавува ветувачки пат кон надминување на предизвиците во мерењата во педалот за гас.
