แผนการใหม่สำหรับการเพิ่มจำนวนการชนกันในเครื่องเร่งอนุภาคได้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของชนกันที่มีพลังงานสูงที่สุดในโลกและสัญญาว่าจะเร่งความเร็วอื่นๆห่วงร้อน หลอดไฟฟ้าแรงสูงที่แสดงล้อมรอบเครื่องเร่งอิเล็กตรอนนี้จะขับอิเล็กตรอนที่เย็นลงด้านล่างเพื่อเข้าร่วมกับแอนติโปรตอนในเครื่องชนอนุภาคพลังงานสูงที่สุดในโลกเฟอร์มิแล็บโครงการนี้เรียกว่าการระบายความร้อนด้วยอิเล็กตรอนพลังงานสูง ช่วยให้ Tevatron Collider ที่ Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) ในเมืองปัตตาเวีย รัฐอิลลินอยส์ เมื่อเดือนตุลาคมปีที่แล้วทำลายสถิติโลกอายุ 23 ปีสำหรับอัตราการชนกันของอนุภาค
รับข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
ล่าสุดและยิ่งใหญ่ที่สุดจากนักเขียนผู้เชี่ยวชาญของเราทุกสัปดาห์
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่นักฟิสิกส์อนุภาคใช้การทำความเย็นด้วยอิเล็กตรอนเพื่อควบคุมคุณสมบัติของอนุภาคในเครื่องเร่งอนุภาคพลังงานต่ำ แต่พวกเขารู้สึกหวาดหวั่นกับความยากลำบากในการทำความเย็นด้วยพลังงานสูง ฟริตซ์ แคสเปอร์ ผู้เชี่ยวชาญด้านการทำความเย็นด้วยลำแสงจาก European Organization for Nuclear Research ในเจนีวา . ในที่สุดการพัฒนาและนำระบบดังกล่าวไปใช้ถือเป็น “ความสำเร็จที่ยอดเยี่ยมจริงๆ” เขากล่าว
เครื่องเร่งความเร็วต้องสร้างการชนกันจำนวนมหาศาลเพื่อสร้างอนุภาคมูลฐานที่หายากแม้แต่น้อยซึ่งเป็นที่ต้องการของนักวิจัยฟิสิกส์พลังงานสูง ในเครื่องเร่งอนุภาคเทวาตรอน กลุ่มโปรตอนและแอนติโปรตอนแยกกันจะหมุนเวียนในทิศทางตรงกันข้ามรอบวงแหวนยาว 6 กิโลเมตร
พวกเขาเดินทางด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง เมื่อกลุ่มเหล่านี้ข้ามเส้นทางที่ตำแหน่งสองแห่งในวงแหวน
จะชนกันและเกิดละอองของอนุภาคมูลฐานอื่นๆ ซึ่งถูกบันทึกโดยเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
อย่างไรก็ตาม โปรตอนและแอนติโปรตอนส่วนใหญ่ซูมผ่านกันและกัน นักฟิสิกส์ Sergei Nagaitsev ผู้นำการระบายความร้อนด้วยอิเล็กตรอนของ Fermilab อธิบาย ส่วนใหญ่เป็นเพราะกลุ่ม antiproton มีแนวโน้มที่จะร้อนและกระจายออกไป ในการบรรจุแอนติโปรตรอนในแต่ละพวงให้แน่นยิ่งขึ้น Nagaitsev และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างตัวเร่งอิเล็กตรอนแยกต่างหากซึ่งทำหน้าที่เป็นหัวใจของระบบระบายความร้อนด้วยอิเล็กตรอน เครื่องเร่งความเร็วนั้นจะเร่งความเร็วของอิเล็กตรอนให้เท่ากับความเร็วของแอนติโปรตรอน แล้วฉีดอิเล็กตรอนเข้าไปในวงแหวน ที่นั่น อนุภาคทั้งสองประเภทจะทำปฏิกิริยากันก่อนที่แอนติโปรตอนจะเข้าสู่วงแหวนหลักและเผชิญหน้ากับโปรตอน
เนื่องจากอิเล็กตรอนแต่ละตัวมีน้ำหนักเพียงเศษเสี้ยวของน้ำหนักของแอนติโปรตอน การกระแทกระหว่างอนุภาคจึงมีแนวโน้มที่จะถ่ายโอนพลังงานไปยังอิเล็กตรอน การถ่ายโอนพลังงานเหล่านั้นจะลดการสั่นสะเทือนแบบสุ่มของแอนติโปรตอน ซึ่งมีผลทำให้พวกมันเย็นลง Nagaitsev อธิบาย ในทางกลับกัน ทำให้มีแอนติโปรตอนมากขึ้นในแต่ละกลุ่ม เพิ่มความหนาแน่นและอัตราการชนตามมา
“งาน Fermilab มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเรา” Ilan Ben-Zvi จาก Brookhaven National Laboratory ในอัพตัน รัฐนิวยอร์ก กล่าว เขาและทีมงานของเขาวางแผนที่จะสร้างมันขึ้นมาเพื่อติดตั้งเครื่องเร่งความเร็วขนาดยักษ์ที่มีการระบายความร้อนด้วยอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงกว่า
อัตราการชนที่พุ่งสูงขึ้นของ Tevatron เพิ่มโอกาสที่เครื่องจักรจะค้นพบสิ่งสำคัญในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า Nagaitsev กล่าว ในซากปรักหักพังของการแตกแยกในอนาคต นักฟิสิกส์จะค้นหารางวัลที่ตามล่ามานาน เช่น ฮิกส์โบซอน ซึ่งคิดว่าจะให้มวลแก่อนุภาคอื่น และอนุภาคที่มีความสมมาตรยิ่งยวด ซึ่งเป็นอนุภาคน้องสาวสมมุติฐานของอนุภาคที่รู้จักกันอยู่แล้ว (SN: 6/12/ 04, p. 371: จับตัว Mass Maker: การล่าเปลี่ยนพื้นเพื่อหาอนุภาคที่เข้าใจยาก ).
การปรับแต่งอื่นๆ อีกมากมายสำหรับ Tevatron มีส่วนช่วยเพิ่มอัตราการชน อย่างไรก็ตาม การเย็นตัวของอิเล็กตรอนด้วยตัวมันเองส่งผลให้อัตราการชนกันของเทวาตรอนเพิ่มขึ้นประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ในทันที Nagaitsev กล่าว อาจเพิ่มขึ้นอีก 50 เปอร์เซ็นต์ด้วยการปรับปรุงเพิ่มเติม เขากล่าวเสริม
Nagaitsev และเพื่อนร่วมงานของเขาอธิบายระบบของพวกเขาใน จดหมายทบทวน ทางกายภาพ 3 กุมภาพันธ์
credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> สล็อตแตกง่ายเว็บตรง
