Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Д. Элленберг
«Как не ошибаться». Глава из книги


Д. Дойч
«Структура Реальности: Наука параллельных вселенных». Глава из книги


В. Власов
В окаменевших лесах Аризоны


Н. Карпушина
Сокровище геометрии


Н. Семаков, А. Ковалев, А. Павлов, О. Федотова
Куда бежит магнитный полюс?


П. Образцов
«Удивительные истории о существах самых разных». Глава из книги


Б. Дружинин
Путешествие №1 по зоопарку элементов


К. Постнов
Быстрые радиовсплески: ключ к разгадке тайны


Н. Резник
Дорога на работу — путь к артриту


В. Гаврилов
Как зимующие птицы используют людей







Главная / Новости науки версия для печати

Детектор ATLAS увидел рассеяние света на свете

Написать комментарий
Вернуться

  16.02.2017 09:01  |   n0isy Ответить   
 

Эти "почти фотоны" отличаются от настоящих?


  16.02.2017 10:29  |   Fireman Ответить   
   

возможно это "почти невиртуальные"


  16.02.2017 12:49  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Формально отличаются: они виртуальные. Но их виртуальность маленькая, много меньше типичной энергии, так что во всех жестких процессах столкновений они ведут себя практически так же, как обычные.


  16.02.2017 10:33  |   Fireman Ответить   
 

Игорь, а правильно ли я понимаю, что "чистота" довольно редкая, ведь не должно произойти ни одного столкновения в пучках при всем огромном количестве частиц в пучках?


  16.02.2017 11:08  |   PavelS Ответить   
   

Э... я не Игорь, но тут же речь про столкновения свинца. Ядра свинца излучают фотоны, которые в свою очередь взаимодействуют через петли. Там такая жуть происходит в плане нагромождения, что для меня просто удивительно почему эффект нашли не в протон-протонных столкновениях, а в свинцовых.

Чтобы процесс был почище, надо строить фотонный коллайдер, т.е. коллайдер на встречных электронах, где энергия электронов переводится в гамма-лучи, а сами отработанные электроны отводятся в сторону.

Тогда тут вопрос. Про мечты строительства современного фотонного коллайдера (как модуля планируемого электрон-позитронного) - слышали, а вот как насчет работающих прототипов? Есть ли хоть один?


  16.02.2017 11:36  |   Angl Ответить   
     

Написано же (и рисунок приведен) что ядра не сталкиваются в отобранных событиях, сталкиваются только материализованные электромагнитные поля вокруг этих ядер.


  16.02.2017 12:04  |   VICTOR Ответить   
     

Было в планах по Хигсовой фабрике:
1. Коллайдер "mu+" + "mu-" либо электрон-позитронный на энергию суммарную как m(H + Z).
2. Фотонный коллайдер на энергию γ + γ = H. Вот здесь кажется необходим именно электронный источник и в противоположном ему направлении (или как-то под углом?) - источник фотонов. Только не знаю, как начальное значение можно брать что-то вроде эксимерных лазеров или нужно синхротронный источник/"лазер на свободных электронах" - http://htech-world.ru/elektronika/lazer-na-svobodnyx-elektronax-tri-goda-do-starta.html, картинка №6.

P.S. Я тут подумал, а как мы можем обеспечить столкновение 2 фотонов с противоположными спинами? По другому ведь не родится бозон Хиггса? Это просто взять "левую" и "правую" поляризации в источниках фотонов?


  16.02.2017 12:46  |   Angl Ответить   
       

Эти планы составлялись не просто с целью увеличить количество событий рождения Хиггса, а с множеством целей, причем эти цели постоянно меняются в зависимости от текущих находок:
- увеличить вероятность обнаружения Новой физики, если есть подозрения, что она проявится именно в таком сценарии рождения Хиггса
- точнее рассчитать определенные свойства Хиггса, по поводу которых есть подозрения в отклонении
- увеличить вероятность рождения чего-то другого, кроме Хиггса
- и т.п.

Наверняка можно построить фотонный коллайдер разными способами, возможно и таким как вы предлагаете. Только вот нужно ли его строить и в каком виде? Этот вопрос может дать только группа теоретиков, причем каждый (условно) год ответ разный.


  16.02.2017 14:29  |   Игорь Иванов Ответить   
       

Столкновение поляризованных фотонов вполне можно организовать, там утверждается что 80-90% поляризацию можно получить. Причем поляризацией можно даже играться: можно делать не только циркулярную, но и линейную под разными углами. Для подходящей поляризации (одинаковой, не противоположной) сечение рождения Хиггса возрастет в два раза. Ну, это не такой уж драматический эффект.

 
  16.02.2017 15:01  |   VICTOR Ответить   
         

Я конечно перепутал и нам нужно 2 противоположных спина у фотонов. А так как фотоны могут столкнуться только в противоположных направлениях, значит нужно по 2 "левых" либо "правых".
А при равных направлениях спина у нас например рождается вместе с позитронием (парой мюон-антимюон и т.д. - если энергия чуть больше) в орто-состоянии (значит 2 пары нужно) бозон со спином 0?


  16.02.2017 12:46  |   Fireman Ответить   
     

так вот как я понял эти ядра свинца и не столкнулись, пройдя рядом друг с другом, а учитывая что ядер много, то наверное такое событие - ни одного столкнувшегося ядра в детекторе и является огромной редкостью


  16.02.2017 14:24  |   Игорь Иванов Ответить   
     

... что для меня просто удивительно почему эффект нашли не в протон-протонных столкновениях, а в свинцовых.

Без шансов. Во-первых, для протонов эффект намного слабее, пропорционально заряду ядра в четвертой степени (если когерентное излучение от всего ядра). Во-вторых, у протонов столько столкновений, что сложно выделить фотоны из этого столкновения (направления прилета фотонов восстанавливаются намного хуже, чем заряженных частиц, т.к. трека нет, только ливень в калориметре).

Насчет прототипов. В каком-то смысле да, есть. Это давно действующие установки по обратному комптон-рассеянию. Светят лазером на многогэвный пучок электронов, он отражает обратно несколько-гэвные фотоны. Затем эти фотоны сталкиваются с протонами и рождаются всякие адроны. См например установку LEPS на синхротроне SPring8 в Японии http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/Divisions/np1-b/index.php

Фотонные коллайдеры — это по сути два таких луча. Но только в них будут куда большие мощности и энергии. Достижение высокой плотности энергии в лазерном луче — самая главная техническая сложность для фотонных коллайдеров. А так да, активно планируется как опция в ILC.

 
  16.02.2017 22:03  |   PavelS Ответить   
       

А, теперь понял, да. Видимо я считал ядра чем-то очень хрупким а-ля молекула He2, и считал само собой разумеющимся что любое взаимодействие их как минимум распылит в хлам.

   
  16.02.2017 23:38  |   VICTOR Ответить   
         

Фактически уже протон с энергией несколько ГэВ имеет энергию больше, чем полная энергия связи в висмуте. Но возможно, что все взаимодействие произойдет с нуклонами на внешней оболочке, которые просто улетят из ядра с кинетической энергией по несколько сотен МэВ.

   
  16.02.2017 23:51  |   PavelS Ответить   
           

Хотел ответить, что зачем так сложно, что может провзаимодействовать ядро в целом ничего не теряя, и уткнулся в вопрос - что именно излучило те самые фотоны, что столкнулись? Если ядро в целом - то как будет выглядеть диаграмма Фейнмана? Вроде что-то именно такое в статье как раз и нарисовано. А такая диаграмма вообще корректна? И что, там не будет какого-то одного партона в ядре, который этот фотон излучил? А если ядро описать как большую кучу партонов, то можно ли как-то перерисовать диаграмму, чтобы она оставалась корректной? Пока что я это не понимаю.

     
  17.02.2017 03:36  |   Игорь Иванов Ответить   
             

Это правильные вопросы. Если ядро остается цельным, и более того, невозбужденным, то неважно, какой именно протон (и тем более, какой именно кварк) испустил этот фотон: все эти испускания от разных зарядов складываются когерентно. В самом начале, самый первый акт излучения фотона с разных протонов внутри ядра может выглядеть по-разному, но затем внутри ядра происходит обмен импульсом, перерассеяние. Все эти процессы перерассеяния не требуется рассчитывать: мы просто проецируем состояние «протон внутри ядра только-что испустил фотон» на конечное состояние «ядро целиком отлетело вбок с таким-то импульсом отдачи». Вероятность этой проекции записывается через формфактор ядра, а сам формфактор можно рассчитать теоретически и сравнить с другими экспериментальными данными.

   
  17.02.2017 03:41  |   Игорь Иванов Ответить   
         

В принципе, ядро хрупкое: в него достаточно всадить сотню МэВ, чтобы оно сильно возбудилось или развалилось на части. Но только это надо вставить внутри ядра, в виде относительного движения нуклонов. А фотон пусть даже Гэвных энергий излучается ядром целиком. Ну и поперечный импульс у этого фотона мал, он почти коллинеарен ядру.

Ну и раз вы эту тему подняли, вот вам на закуску. При асимптически больших энергиях ядерных столкновений (многие ТэВы и выше) примерно половина ядерных столкновений будет... абсолютно упругими! Это совершенно невообразимая вещь, если представлять себе ядро «классически», как набор слабо скрепленных шариков. А возникает это упругое рассеяние за счет квантовой механики — это и есть адронная дифракция, про которую я уже раньше писал.

     
  17.02.2017 13:59  |   PavelS Ответить   
           

Да, что ядро не разваливается - это пожалуй поинтересней самого содержимого статьи. :) Тогда не удержусь, полюбопытствую - молекулы посталкивать - тут в плане науки и тонких эффектов ловить нечего? К примеру, однократно ионизированный H2.

       
  19.02.2017 20:40  |   VICTOR Ответить   
             

Я боюсь, что никакой возможности разогнать молекулу (в смысле ион) даже H2 не выйдет. Возможно, что даже HF разогнать лучше выйдет, а LiF - ещё лучше. Но все равно, что бы там не приложить для разгона, молекула на энергии в несколько ГэВ уже разорвется.


  16.02.2017 12:58  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Как уже правильно сказали, это измерение проводили в столкновении пучков свинца, а там светимость на несколько порядков ниже, чем в протонных. Поэтому далеко не каждое пересечение сгустков порождает хоть какое-то одно событие. В отличие от протон-протонных столкновений, где их несколько десятков на каждое пересечение сгустков.

 
  16.02.2017 15:11  |   VICTOR Ответить   
     

Возник недавно у меня такой вопрос. Есть какая-то вероятность того, что у нас при столкновении родились 2 частицы с большим поперечным импульсом. При этом где-то "рядом" (в том числе в поперечном направлении) - ещё 2 частицы. И вот какая-то там миллионная процента вероятности того, что от столкновения 2 ядер/протонов и ещё 2 родились например по пи-мезону, которые полетели друг в друга и родили более тяжелые частицы (пару например K+ и Ds-) - может быть такое? Конечно требуется, что бы суммарная энергия 2 мезонов вышла свыше 2.5 ГэВ.

 
  17.02.2017 03:42  |   Игорь Иванов Ответить   
       

Не, слишком маленькая вероятность, нереально дождаться.

   
  20.02.2017 23:35  |   Hom Ответить   
         

xx

 
  16.02.2017 22:08  |   PavelS Ответить   
     

Да-да, был не прав. Под гипнозом изображений, где нарисована мешанина частиц в треках от Alice, мне казалось что в столкновени ядер всегда такой "дурдом".


  17.02.2017 13:02  |   curtcobein
 

Сообщение скрыто


  17.02.2017 14:34  |   VICTOR Ответить   
   

Давайте я Вам предложу гипотезу. Есть прилетающие из космоса фотоны высоких энергий (13 ТэВ и выше). Их вероятность рассеяться на встречном фотоне ничуть не ниже, чем у фотонов, возникающих внутри LHC. Придумайте гипотезу о том, как выявить при наблюдении за небом такие события и отличить их "следы" от обычного столкновения с протоном, ядром азота/кислорода/углерода или более редкого и тяжелого аргона.

 
  18.02.2017 13:05  |   PavelS Ответить   
     

У космических фотонов весьма низкая вероятность столкнуться с другим встречным фотоном высокой энергии, т.к. космические лучи никто никогда не фокусировал и фокусировать-то их скорее невозможно, чем сложно, да и мне казалось что самые интересные эффекты будут лишь при лобовых столкновениях при углах очень близких к 180 градусам. Если и обсуждают события взаимодействия космических лучей с чем-то фоновым, то обсуждают торможение о реликтовый фон (!!!). Всё остальное - слишком редко.

Ну а столкновения космических фотонов и тепловых фотонов земного происхождения уже не столь интересны, т.к. в системе центра масс двух этих фотонов событие чаще всего будет весьма рядовым по коллайдерным меркам. Т.е. столкновение фотона с энергией 13ТэВ и лёгкой частицы - это не то же самое что встречное столкновение на энергии в 6ТэВ. Тут значение имеет не сумма, а произведение энергий, в коллайдерных экспериментах чаще всего указывают корень из этого произведения.

   
  18.02.2017 14:47  |   VICTOR Ответить   
       

>Тут значение имеет не сумма, а произведение энергий...
Ну так все же можно посчитать в системе центра масс. То есть например у нас родится пара Z+H, которая сохранит в этой системе отсчета нулевой суммарный импульс.

>весьма рядовым по коллайдерным меркам
Все же мне кажется, что правильная моя интерпретация, а фотоны с энергией 6 ТэВ в коллайдере - это редкая вещь. Может Вы найдете данные скажем о фиксированном событии столкновения позитрона энергией в сотни ГэВ с электроном и рождения пары фотонов. Как пример - "2-фотонный пик около 750 ГэВ" должен был из чего-то возникать.

     
  19.02.2017 02:53  |   PavelS Ответить   
         

Пардон, я вас плохо понимаю. Если у нас есть тепловой фотон с энергией 0.01эВ и гамма-фотон с энергией 1ТэВ, то при лобовом столкновении в центре масс будет всего лишь пара фотонов по 100кЭв. У них вообще ничего интересного не получится. Даже электрон-позитронной пары не выйдет. А уж про такие экзоты как Z+H можно вообще забыть, вам понадобиться ну просто невероятно энергичный исходный фотон с энергией в тысячи петаэлектронвольт, чтобы рассеиваясь на тепловых фотонах давать что-то интересное. Такие в космических лучах встречаются, но их очень мало и очень редко. Ждать когда такой влетит в ваш детектор всю жизнь будете.

Про пик тем более не понял. Он возникал из статистических накладок.


  17.02.2017 16:40  |   Arbnos Ответить   
 

Спасибо, очень интересная новость. Продолжается обработка прошлых лет.


  08.03.2017 03:06  |   haykh Ответить   
 

Игорь, а формирование пар по Брэйт-Уиллеру когда-либо получали? Хотя бы неявно по positron excess в плазменных/лазерных экспериментах? В чём принципиальная сложность?


Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2017 III, II, I  2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия