Имитируя
последствия Большого взрыва, ученые-физики смогли преодолеть скорость
света. Брукхевенская национальная лаборатория США сообщила , что
сотрудники Релятивистского коллайдера тяжелых ионов (RHIC, Relativistic
Heavy Ion Collider) разработали метод, который позволяет
корректирующему сигналу обогнать пучок частиц, мчащийся практически со
скоростью света.
РКТИ — один из самых мощных современных
коллайдеров — предназначен для моделирования первых секунд
существования Вселенной. Сталкивая мчащиеся с огромными скоростями
частицы, физики частично воспроизводят процессы, происходившие
непосредственно после Большого взрыва. Ученые надеются, что подобные
исследования помогут решить фундаментальные теоретические проблемы
современной физики, передает Lenta.ru.
В одном из
экспериментов РКТИ по двум отдельным огромным кольцам длиной около
четырех километров в противоположных направлениях мчатся два пучка
ионов — ядер атомов золота. Скорость движения пучков составляет до
99,995 процента от скорости света. Пучки состоят из отдельных групп —
сгустков, состоящих из миллиардов ионов каждый. Цель эксперимента —
столкновение пучков (кольца имеют шесть специальных пересечений),
приводящее к возникновению крошечного кусочка раскаленной плотной
материи, воспроизводящей условия ранней Вселенной.
В ходе
движения ионы в пучке постепенно нагреваются, расстояние между ними
увеличивается, и сгустки становятся менее плотными. В этом случае
уменьшается количество сталкивающихся частиц, а с ним — объем полезной
информации. Для борьбы с этим используется так называемое
стохастическое охлаждение, которое, однако, никогда еще не применялось
в ускорителях, где частицы движутся сгустками (как в РКТИ), а не
непрерывным потоком.
Идея стохастического охлаждения проста:
специальное устройство (пикап) измеряет, насколько положение частиц
в пучке отличается от идеального, и передает информацию об этом
корректирующему устройству (кикеру), находящемуся впереди по курсу
движения пучка. Кикер при необходимости воздействует на пучок
электрическим полем, получая более плотные и холодные сгустки частиц.
В случае РКТИ проблема в том, что сигнал от пикапа к кикеру должен
обогнать пучок, движущийся почти на предельной скорости.
В
РКТИ для этого используется две хитрости. В одном случае микроволновой
сигнал отправляется более коротким путем по хорде — отрезку,
соединяющему две точки окружности. Пучок движется по более длинному
пути, поэтому сигнал обгоняет его. В другом случае сигнал передается по
оптоволокну в другую сторону — навстречу пучку, чтобы кикер охладил его
на следующем круге.
В РКТИ пока что протестировано только
продольное стохастическое охлаждение — сжатие сгустка вдоль направления
его движения (длинный сгусток становится короче) — в одном из колец.
Количество столкновений ионов уже увеличилось на 20 процентов. Расчеты
позволяют надеяться, что введение продольного и поперечного (при
котором «толстый» сгусток становится тоньше) охлаждения в обоих кольцах
увеличит количество столкновений на 500 процентов.
Полностью
систему стохастического охлаждения физики планируют ввести в строй
к 2011 году. Обойдется примерно в семь миллионов долларов.
Альтернативная система — электронное охлаждение — обошлась бы в 95
миллионов долларов. Источник: LENTA.RU
Имитируя
последствия Большого взрыва, ученые-физики смогли преодолеть скорость
света. Брукхевенская национальная лаборатория США сообщила , что
сотрудники Релятивистского коллайдера тяжелых ионов (RHIC, Relativistic
Heavy Ion Collider) разработали метод, который позволяет
корректирующему сигналу обогнать пучок частиц, мчащийся практически со
скоростью света.
