Как да си направим нови мощни ускорители, както и че те са отворени

Какви ще бъдат новите ускорители

Александра Борисова (Варна)

За това, какво ще бъде новият колайдер, частици, които те ще научат и какво да правя с него ще бъде България "Gazeta.ru", заяви експертът по ускорител в ЦЕРН технологии Ezio Todesco.

Още:

Това означава, че броят на протонни сблъсъци, в които ние търсим интересни нашите частици ще бъде една трета по-висока.

Така че ние ще работим до края на 2022 г. и след това ще спре в продължение на 2,5 години радикално да подобрим нашата кола. Този ускорител ще се нарича HL-LHC - Висока Осветеността LHC, енергията на сблъсък ще останат същите, както и яркостта трябва да се увеличи с 5-7 (може би 10) пъти повече от номинала. Какво означава това? Така че, ние ще бъдем в състояние за годината да се съберат на едно и също количество данни, че настоящите параметри ние се събират в продължение на пет години и имат три пъти по-добра резолюция. Този проект се финансира от CERN и в момента е в крайните етапи на планиране и проектиране, и се пристъпва към производството. Това е на хоризонта, която виждаме за LHC.

- Смятате ли, че ще замени LHC?

- Да, разбира се! Основното нещо, което трябва да се каже: нашите бъдещи планове ще зависи до голяма степен това, което откриваме в LHC. И фундаментално важни отговори, вероятно се през следващата година - това ще видим нова физика, то ще бъде за частиците. Това е важен период от гледна точка на технологията - ще видим колко силно сме, дали ще бъде в състояние да постигне стабилна работа с възможно най-високо изпълнение на такава огромна и сложен механизъм.

Въпреки тези неясноти, CERN вече започна проучване на възможните сценарии на работа след края на проекта LHC.

Това означава, че общия план е: сега ние имаме устройство, което се опитваме да го получите максимална ефективност при събирането на данни. След 10 години, ние частично възстановен, се увеличава светимост, така че можем да получите 10 пъти повече данни. И след 20 години, ние изграждаме ново устройство.

Местоположение на 100-километров кръгов ускорител бъдеще по отношение на 27-километровата Large Hadron Collider

- Какво ще бъде то за газта?

Още:

- Като цяло, в момента се разглежда три варианта. Първо - Hadron Collider, където лицето на протоните в LHC. Второ - лептон ускорител като прекурсор в тунел LHC - LEP, колайдер електрони и позитрони. И третата възможност, но това е, по мое мнение, по-малко интересен - сблъсък на адрони и лептони. В момента сме на етапа на мозъчна атака и освобождава някоя от тези възможности. Кое устройство ще бъде в новата голяма тунела - ние сега се говори за дължината на пръстен от 100 км в сайта CERN - показва физика.

Днес можем да кажем, че ние сме най-технологично готови за изграждане на позитрон-електронна ускорител на. Това означава, че няма готови решения, това не е тривиална задача, но има разбиране в реалистична времева рамка за разработване на необходимата технология.

За LHC, ние трябва наистина да натиснете технологията напред в много аспекти, това е сериозно предизвикателство. Ето защо ние сега започваме да учат за развитието на технологиите, необходими за създаването на такова устройство.

- Какви са основните предизвикателства?

- Малък парадокс се крие във факта, че на газта 99% се състои от магнити, които не ускоряват частиците, а само 1% - директно ускоряване. Повечето от магнитите произвежда електромагнитно поле, огъване траекторията на частиците, така че да се провежда в пръстен ускорител.

Връзката между енергия и радиуса на кривата е линейна, така че ако искате да увеличите енергията си, е необходимо да се засили на магнитното поле, или просто не е в състояние да се държат частиците на тази траектория. Това е като, ако изключите магистралата, не можете да отидете твърде бързо или ще лети от пътя. Това означава, че с повишаване на енергийната нужда от синхронизация за увеличаване на магнитното поле (което е защо тези устройства се наричат ​​synchrotrons).

Сега ГАК, ние работим с магнитното поле на 8 Tesla - е с няколко порядъка по-голяма от магнитното поле на Земята. Ако искаме да се увеличи енергията на сблъсъка, ние трябва да направим много по-голям или тунел (ако радиусът на кривината става по-голям), или да се увеличи на магнитното поле. Планът за следващия пръстеновидно колайдер (FCC програма - Future Circular Collider) - увеличаване на енергийната седем пъти, два пъти, за да гарантират увеличаване на магнитното поле - 8-16 Tesla и дори три и половина увеличение пъти по дължина тунел - от 27 до 100 км.

16 Tesla - е горната граница на свръхпроводящ материал, който изучаваме - ниобий-калай, NB3 Sn. Това е един от първите хора, намерени свръхпроводници (той е открит през 1954 г.), но използването му е много по-сложно и скъпо от ниобий титанат на NbTi, който се използва от ГАК. NB3 Sn досега използвани в NMR, но не и в ускорители. Магнитите ускорител е много по-сложно, и ние трябва да се развиват тези технологии.

Още:

- Преди няколко години един проект на Международната Linear Collider активно обсъжда. Какво е състоянието му в момента?

- Да, това е вярно, преди няколко години, дискусията около проекта бяха по-активни - да постави своя иск и ЦЕРН, и Дубна, и детска площадка в Япония. Но сега, като водещ проект, международната общност се стреми да кръглата газта. Независимо от това, ILC - Международен Linear Collider - все още може да бъде построена, ако тя ще се интересуват от Япония, тъй като страната домакин, докато другите страни могат да допринесат.

- Когато се реши какво ще бъде бъдещото колайдер?