Детектор CMS обнаружил необычные корреляции частиц

Рис. 1. Типичный след, который оставляет в детекторе событие с рождением сотни адронов. Изображение из пресс-релиза ЦЕРНа
Рис. 1. Типичный след, который оставляет в детекторе событие с рождением сотни адронов. Изображение из пресс-релиза ЦЕРНа

Детектор CMS открыл новое явление в столкновениях протонов при высокой энергии — корреляции частиц, вылетающих в существенно разных направлениях. Похожий эффект наблюдался два года назад в ядерных столкновениях, но пока неизвестно, имеют ли эти два явления одинаковое происхождение.

В чем суть открытия

22 сентября в архиве электронных препринтов появилась статья коллаборации CMS, работающей на одном из главных детекторов Большого адронного коллайдера, в которой сообщается об открытии нового явления в протонных столкновениях. Прежде чем описывать его подробно, следует подчеркнуть, что открытие открытию рознь. На нынешнем этапе работы Большого адронного коллайдера интенсивность протонных пучков пока невелика и статистика набирается медленно. Поэтому никаких принципиально новых частиц или взаимодействий еще не ожидается; за ними будут «охотиться» позже. Однако данных уже достаточно для того, чтобы в деталях исследовать поведение «обычных» частиц, которые в изобилии рождаются на LHC. Поскольку Большой адронный коллайдер вышел в новую, неизученную ранее область энергий, на нём могут проявляться новые динамические явления, которые были просто недоступны для предыдущих, более слабых ускорителей. Открытие CMS — как раз такого сорта, и относить его к «необъяснимым», как это сделали некоторые СМИ, не следует.

Суть открытия состоит в том, что частицы, рождающиеся в протонных столкновениях и разлетающиеся в сильно разные стороны, скоррелированы — то есть ведут себя схожим образом, а не полностью независимо. Похожее явление было открыто два года назад в столкновениях тяжелых ядер, и ему уже было предложено теоретическое объяснение (см. ниже). Однако тот факт, что оно начало проступать и в протонных столкновениях, несколько неожидан. Это значит, что протонные столкновения при очень больших энергиях в чём-то схожи с ядерными столкновениями. А этот вывод, в свою очередь, наводит на мысль, что столкновения адронов при сверхвысоких энергиях более универсальны, чем может показаться на первый взгляд.

О чем говорят корреляции

Корреляции — то есть систематическая схожесть каких-то черт у разных объектов — интересны обычно не сами по себе, а как способ увидеть нечто, скрытое от наших глаз. Это можно пояснить на таком житейском примере. Представьте себе, что, изучая базу данных клиентов, вы заметили, что два разных человека «скоррелированы по месту жительства»: они не только живут по одному адресу, но и переезжают с места на место синхронно. Это наблюдение сразу наведет вас на мысль о родстве между этими двумя людьми — родстве либо «исходном» (родитель и ребенок), либо «приобретенном» (супруги). В самой базе данных при этом никаких прямых указаний на родство может и не быть — вы о нём догадались, подметив корреляции.

Физики ищут корреляции в поведении родившихся элементарных частиц с похожей целью — понять, связывает ли эти частицы что-либо общее или нет. Связь эта может быть как «исходной» (например, две частицы родились одновременно при распаде общей «материнской» частицы), либо «приобретенной» (частицы родились независимо, но затем за счет взаимодействия друг с другом синхронизовали свое движение). И то, и другое может рассказать физикам много интересного о том, как вообще протекает рождение частиц и, в конечном счете, как «функционирует» наш мир.

Рис. 2. Углы вылета частиц в цилиндрическом детекторе. Полярный угол θ измеряет отклонение от оси столкновения, азимутальный угол φ характеризует направление вбок. На рисунке для примера показаны разными цветами две частицы с большой разностью углов θ и небольшой разностью углов φ. Рисунок И. Иванова
Рис. 2. Углы вылета частиц в цилиндрическом детекторе (слева: изображение в параллельной проекции, справа: вид вдоль оси столкновений). Полярный угол θ измеряет отклонение от оси столкновения, азимутальный угол φ характеризует направление вбок. На рисунке для примера показаны разными цветами две частицы с большой разностью углов θ и небольшой разностью углов φ. Рисунок И. Иванова

Коллаборация CMS обнаружила, что рождающиеся в протонных столкновениях частицы иногда скоррелированы по азимутальному углу, даже если их полярные углы сильно различаются (см. рис. 2 с геометрическими пояснениями). Этот вывод был сделан на основе анализа статистики столкновений с полной энергией 7 ТэВ, полученной после набора интегральной светимости 1 обратный пикобарн. В типичном лобовом столкновении двух протонов с большой энергией рождается много разных адронов (см. рис. 1), которые разлетаются из места столкновения в разные стороны (подробное описание см. на страничке Эксперименты на адронных коллайдерах). Экспериментаторы брали одно за другим такие события и перебирали все пары рожденных частиц. Для каждой пары они вычисляли разность между азимутальными углами Δφ и между быстротами Δη (быстрота — это иной способ представить полярный угол θ; см. подробности на страничке Диаграмма «быстрота–угол»). Затем, при заданных Δφ и Δη, на основе всей статистики вычислялась корреляционная функция R, которая характеризовала отличие данных от полностью случайного распределения. Наконец, эта величина R строилась в виде трехмерного графика при разных Δφ и Δη.

Рис. 3. Коэффициент корреляции пары частиц в зависимости от разности между ними по углу Δφ и по быстроте Δη. Изображение из обсуждаемой статьи
Рис. 3. Коэффициент корреляции пары частиц в зависимости от разности между ними по углу Δφ и по быстроте Δη. Слева: типичный «рельеф» при усреднении по всем столкновениям; справа: «рельеф» при отборе только столкновений с высокой множественностью (не менее 110 родившихся частиц). На правом графике красной стрелкой показана новая особенность — небольшой по высоте, но длинный «хребет» при Δφ = 0. Изображение из обсуждаемой статьи

На рис. 3 приведены два таких графика, полученные CMS. Обе картинки отвечают случаю, когда для вычисления корреляций использовались только частицы с не очень большими поперечными импульсами — от 1 до 3 ГэВ. Описываемый эффект проявлялся именно для таких частиц; при большем или меньшем импульсе он уже был незаметен. Картинка слева отвечает ситуации, когда для обработки использовались почти все столкновения (это так называемая выборка с минимальным отбором, «MinBias»). На этой очень характерной картинке есть две стандартных «особенности рельефа». Первая — это пик вблизи Δφ = 0 и Δη = 0, который просто означает, что близкие частицы скоррелированы. Вторая — это более слабый «дальний хребет» вблизи Δφ = π. Он отвечает частицам, вылетающим в противоположные стороны; эта корреляция — тоже нормальная ситуация (см. для примера пояснения про адронные струи).

Однако, как обнаружил CMS, если для обработки отбирать не все события, а только те, в которых рождается очень много частиц (110 и более), то на графике возникает и дополнительный «элемент рельефа» — этакий «ближний хребет» при Δφ = 0 в довольно широком диапазоне по Δη. На рис. 3 справа он указан красной стрелкой. Этот хребет выглядит на графике не слишком высоким, но его присутствие статистически значимо, и именно оно указывает на наличие корреляций по азимутальному углу даже у «далеких» друг от друга частиц.

Это наблюдение интересно тем, что «приобретенной» такая корреляция быть не может. Родившиеся частицы разлетаются друг от друга с околосветовой скоростью, и за то короткое время, когда формулируется направление их вылета, они просто не успевают обменяться информацией и синхронизировать свое движение. Значит, корреляция должна быть «исходной», а это в данной ситуации довольно необычно.

Попытки теоретического объяснения

Для того чтобы лучше почувствовать «изюминку» такого поведения частиц, полезно напомнить, как вообще рождаются частицы в протон-протонных столкновениях. Происходит это вовсе не одномоментно. Два встречных протона, задев друг друга, превращаются в единый сгусток «взбудораженного» поля (его часто называют «файербол»), в котором перемешаны кварки, антикварки и глюоны. Этот комок, изначально очень горячий и очень компактный, еще не состоит из отдельных адронов — это просто смесь кварковых и глюонных полей. Однако спустя мгновение (а точнее, спустя несколько йоктосекунд) он быстро расширяется, остывает и уже тогда разваливается на отдельные адроны — более или менее стабильные и независимые «капли» кварк-глюонного вещества.

Теоретики изучают этот процесс уже примерно полвека. К сожалению, он очень сложен, и его эволюцию во времени не удается строго вычислить на основе исходных уравнений движения кварковых и глюонных полей. Поэтому подавляющее большинство моделей получаются чисто описательными и базируются на аналогиях с термодинамикой и статистической физикой. Такие модели имеют одно важное предсказание: адроны, «материализовавшиеся» из разных частей этого горячего сгустка, рождаются и разлетаются независимо, а значит, нескоррелированно. И лишь у тех частиц, которые родились из одного кусочка горячего сгустка, есть корреляция — тенденция вылетать примерно в одном направлении. (Заметим, что у таких частиц есть еще и дополнительные квантовые корреляции, про которые мы уже писали в новости Детектор CMS зарегистрировал квантовые корреляции пи-мезонов.)

Описанная выше картина всегда казалась очень естественной, и ее предсказания подтверждались на предыдущих адронных коллайдерах. Но в ней нет места для дальнодействующих корреляций, которые обнаружила коллаборация CMS. Поэтому приходится делать единственный вывод: использовавшиеся полвека модели не учитывают какой-то новый механизм, который вступает в игру при очень большом количество частиц и который порождает их корреляции «исходно», именно в момент рождения.

Какова природа этого механизма? Не исключено, что ответ теоретикам уже известен. Дело в том, что найденное на CMS явление вовсе не стало для экспериментаторов полной неожиданностью. Более того, его искали целенаправленно, поскольку очень похожий эффект был обнаружен два года назад в столкновении ядер на коллайдере RHIC. В ядерных столкновениях тоже рождается очень много частиц, причем при столкновении лоб в лоб их получается намного больше, чем когда ядра чуть-чуть задевают друг друга краями. «Хребет» в данных RHIC виден как раз при достаточно центральном столкновении. Это значит, что количество частиц (так называемая «множественность») является ключевой характеристикой. По-видимому, в событиях с очень высокой множественностью — будь то протон-протонные или ядерные столкновения — задействуется какой-то общий механизм, который и приводит к корреляциям.

В случае ядерных столкновений теоретики предлагают такое объяснение этого «хребта». Летящие с околосветовой скоростью ядра сильно сплющиваются в продольном направлении и выглядят скорее «блинами», чем шариками. В первый момент после столкновения два ядра-блина буквально пролетают друг сквозь друга. Однако столкновение не проходит для них незаметным, и в пространстве между ними возникает совершенно особое состояние материи, которое получило название «глазма». Это еще не адроны и даже не тот горячий сгусток полей, про который шла речь выше, — это некое исходное состояние, из которого потом разовьется комок кварковых и глюонных полей.

Теоретические расчеты показывают, что у глазмы есть интересная особенность — глюонные силовые поля натягиваются между двумя пролетевшими ядрами в виде длинных продольных трубок (см. рис. 4). Каждая такая трубка простирается в довольно большом диапазоне по полярным углам, но имеет более или менее фиксированный азимутальный угол. Эта трубка получается вытянутой вдоль просто потому, что именно в этом направлении движутся частицы. Когда она наконец распадется на частицы, то они прямо в момент рождения оказываются автоматически скоррелированными по азимутальному углу.

Рис. 4. Схематичное изображение двух ультрарелятивистских ядер до и после столкновения. В первый момент после столкновения образуется «глазма», и между двумя пролетевшими ядрами натягиваются струны глюонного поля. Разрываясь, они порождают частицы, которые уже скоррелированы по азимутальному углу. Изображение из лекции Л. Маклеррана на Байкальской летней школе-2010 (с сайта astronu.jinr.ru/school)
Рис. 4. Схематичное изображение двух ультрарелятивистских ядер до и после столкновения. В первый момент после столкновения образуется «глазма», и между двумя пролетевшими ядрами натягиваются струны глюонного поля. Разрываясь, они порождают частицы, которые уже скоррелированы по азимутальному углу. Изображение из лекции Л. Маклеррана на Байкальской летней школе-2010

На первый взгляд, этот эффект сам собой напрашивается и для объяснения «ближнего хребта» в протонных столкновениях, обнаруженного CMS. Но торопиться с выводами тут, конечно, не стоит. Протоны — не ядра, и опыт исследования сильных взаимодействий показывает, что эффекты, возникающие при столкновении протонов и при столкновении ядер, как правило, различны. Поэтому необходимы как детальные теоретические расчеты, которые подтвердили бы, что и в протонных столкновениях на LHC этот механизм работает, так и новые экспериментальные данные, в которых новый эффект был бы изучен более тщательно. Нельзя пока исключить и ситуацию, что в протонных столкновениях этот эффект имеет иное происхождение, чем в соударении ядер, — и такое развитие событий было бы, конечно, очень интересным. Сами экспериментаторы никаких суждений на этот счет не высказывают, поэтому остается ждать теоретических статей с объяснением корреляций.

Наконец, может случиться и так, что после более тщательного анализа «хребет» не пропадет, но перестанет выглядеть необычным. Дело в том, что вывод о том, что описанный эффект нов, был получен не просто из самих данных, а из сравнения данных с результатами численного моделирования по методу Монте-Карло. В специальном программном пакете Pythia8, использовавшемся для этого, физики, конечно, постарались промоделировать процессы множественного рождения частиц как можно точнее. Однако уже сейчас известно, что эта программа учитывает не все особенности превращения кварков в адроны, и не исключено, что после подстройки она сможет воспроизвести эффект CMS. Здесь слово остается за специалистами по численному моделированию столкновений.

Источник: CMS Collaboration. Observation of Long-Range Near-Side Angular Correlations in Proton-Proton Collisions at the LHC // препринт arXiv:1009.4122 [hep-ex] (21 September 2010).

См. также:
Официальный пресс-релиз ЦЕРНа и его перевод на русский язык.

Игорь Иванов


36
Показать комментарии (36)
Свернуть комментарии (36)

  • Alexandr_A  | 23.09.2010 | 12:10 Ответить
    Непонятно почему нет такой корреляции в событиях с малым числом вылетающих частиц? Вот и в buzz о том же пишут.
    Ответить
    • spark > Alexandr_A | 23.09.2010 | 15:31 Ответить
      Если понять объяснение с глазмой, то при низкой множественности исходные условия отвечают ситуации, когда столкновение оказалось слишком слабеньким и глазма развиться не успела. Ведь в столкновениях протонов раз на раз не приходится. Множественность тут является не причиной, а «меткой» того, что в первый момент после столкновения смогла образоваться глазма.
      Ответить
  • Julija  | 23.09.2010 | 13:11 Ответить
    Корреляции предопределены деформацией ультрарелятивистского протона/ядра.

    На коллайдере гоняют по окружностям пачки (банчи) протонов.

    Пускай, расстояние между пучками при малых скоростях, когда релятивистским множителем гамма можно пренебречь, равно L. Радиус банча R, радиус протона r.

    При энергии 1 ТэВ связанный объект сокращается примерно в тысячу раз.

    Тогда в системе коллайдера расстояние между банчам не изменится и будет равно L.
    Но в системе пучка, пренебрегая кривизной расстояние между банчами увеличится в 1000 раз (парадокс Белла с обрывом троса).
    Банчи не связаны между собой, но связаны с полями коллайдера.

    Протон – система связанная изнутри. Тогда:
    Продольный размер протона сократится: r_longitudial = r/1000.
    Поперечный размер протона не изменится: r_tr = r.

    А что можно сказать о размерах банча, если предположить, что он сжимается внешними полями коллайдера, но пытается разорваться за счет внутренних сил?

    ---------
    С протоном не очень интересно.
    А вот как с ядром и банчем?

    Если радиус банча достаточно мал, то внутренняя связность будет оставлять его в системе банча в виде сферы (R; R), но превращать его в эллипс в системе коллайдера (R; R/1000). Если радиус банча очень большой, то в системе коллайдера он должен оставаться сферическим (R; R), но в системе самого банча он будет превращаться в эллипс (1000R, R).

    И насколько эта связность (внутренняя/наружная) справедлива для ядра? Связи между нуклонами очевидно значительно сильнее наружных синхронизирующих связей. Но допустимо ли считать это преобладание стопроцентным? Или же ультрарелятивистские ядра будут слегка напряжены связями с коллайдером и сжаты, скажем, не в тысячу раз, как следует из СТО, а в 990 или в 999 раз. Тогда ядра в их собственной системе отсчета будут вытянуты силами связей со слабо связанными ядрами банча (банч сильно деформирован в собственном пространстве-времени), которые сильнее связаны (синхронизированы) с веществом коллайдера, нежели между собой.

    А раз ядра (и протон?) слегка вытянуты в направлении движения, то это даст некоторую предопределенную («сверхсветовую») корреляцию на углы вылета частиц при столкновении ядер (протонов).
    Ответить
    • spark > Julija | 23.09.2010 | 15:27 Ответить
      Вам осталось теперь придумать, почему эффект наблюдается только при множественности выше 100 и только при поперечных импульсах частиц в области 1-3 ГэВ.

      А если серьезно, то банчи тут не при чем. А про продольный размер протона почитайте http://igorivanov.blogspot.com/2008/12/1.html и http://elementy.ru/news/430940
      Ответить
      • Julija > spark | 23.09.2010 | 16:20 Ответить
        Спасибо!
        Из текста по ссылке Игоря:
        Очень примечательный момент: когда Сасскинд пишет про несжимающийся протон, он ссылается вот как: "Впервые я услышал об этом нарушении лоренцева сокращения от Бьоркена".

        А я впервые увидел протон в виде двояковогнутой линзы из заметки Игоря Иванова.
        Две мысли вслух:
        1. Линзы вырезаны не окружностями, а гиперболами пространства-времени Минковского.
        2. Кратчайшее расстояние между гиперболоидами линзы равно классическому радиусу частицы, либо стремится к нему при изменении гамма.
        Ответить
        • spark > Julija | 23.09.2010 | 17:25 Ответить
          Линзы не вырезаны гиперболами, это лишь иллюстративная картинка. В микромире нет строгой формы, там всё размыто. Вместо того, чтобы генерировать "идеи" одну за другой, почитайте еще одну заметку Игоря :) http://igorivanov.blogspot.com/2010/09/and-yet-again.html
          Ответить
          • Julija > spark | 24.09.2010 | 12:32 Ответить
            Прочитал.
            Исследовать чужие теории, гипотезы модели и при этом помалкивать, - скучно.
            Генерить свои идеи, сравнивать с другими, радоваться при обнаружении аналогичных решений, - веселее.

            Кстати 1: Не совсем пойму, как отбирались пары частиц?
            Вот, к примеру, при столкновении образовалось и разлетелось сто частиц: 1, 2, 3,.. 100.
            Углы берутся между
            1 и 2; 1 и 3; 1 и 4;.. 1 и 100;
            2 и 3; 2 и 4; 2 и 5;.. 2 и 100;

            99 и 100.
            Или как то по другому?

            Кстати 2: Электрон не шарик, а размазан по всей Вселенной и в пространстве, и во времени. Рисует гиперболы в пространстве Минковского. Протон подобен, поэтому я и заговорил о гиперболоидах, ограничивающих линзу протона на его комптоновской длине волны. На самом деле он побольше, - тоже размазан по всей Вселенной, но квантовая механика дает нам возможность обнаружить его в пределах комптоновского радиуса с наибольшей вероятностью. При больших скоростях гиперболоиды Минковского, соосные оси времени, проявляют себя в направлении движения релятивистского протона.
            Ответить
  • Angl  | 23.09.2010 | 14:48 Ответить
    А не могут эти события с множеством частиц быть связаны с каким-то сопутсвующим процессом? Например, со столкновением протона с ядром остаточного газа? Или столкновением первичных родившихся частиц с материалом детектора, рождающим ливень частиц в одном направлении (а вылет частиц в одной плоскости с разными полярными углами связан с наличием в этой плоскости материалов детектора с бОльшей вероятностью столкновения)?
    Ответить
    • spark > Angl | 23.09.2010 | 15:25 Ответить
      Нет, все такие фоны, во-первых, давно минимизированы, а во-вторых выглядят настолько иначе, чем настоящие столкновения, что их спутать невозможно.
      Ответить
  • Petropavlovsky  | 23.09.2010 | 16:55 Ответить
    Ну вот все ругают - не физик.
    А тогда:
    Протон – система связанная изнутри. Тогда:
    Продольный размер протона сократится: r_longitudial = r/1000.
    Поперечный размер протона не изменится: r_tr = r.

    Не понятно. Какая такая система у протона? Сайт популярный, если можно, поясните... пожалуйста...
    Ответить
    • Julija > Petropavlovsky | 24.09.2010 | 12:43 Ответить
      Модель 1.
      Протон - шарик радиуса r.
      В этом случае работает СТО со всеми вытекающими последствиями, включая сокращение размеров в направлении его движения.

      Модель 2.
      Протон - составная частица.
      См. ссылки на статьи Игоря Иванова выше.
      От себя добавлю.
      СТО прекрасно работает, если мы имеем дело с точечными объектами, но, если объект протяженный, да еще и с материальными связями (полями), то, "въехать" в суть происходящего будет совсем не просто.
      Ответить
  • nick1  | 23.09.2010 | 21:36 Ответить
    А в принципе, можно предположить ещё одно объяснение этой корреляции. Эффект наблюдается для большого количества частиц в столкновении, зарегистрированных детектором. Чем больше следов в детекторе, тем больше нагрузка на датчики, систему передачи и обработки данных, тем сложнее распутать все траектории, когда возникают неоднозначности трактовки при "засветке" сплошной области в датчиках, например.

    Соответственно, когда есть неоднозначность интерпретации, ПО детектора должно либо исключить событие из выборки, как невозможное для разбора (и тогда вся выборка теряет адекватность). Либо, алгоритм разбора должен при сложных случаях немного схитрить и "домыслить" неоднозначности в траекториях или числе близких частиц, на основе некоторых внутренних допущений. Не исключено, что вот эти допущения в алгоритме и могут давать по нескольку "реконструированных" частиц, которые чудным образом ложатся на сходные углы. Именно, когда частиц много слишком.

    Правда доказать или опровергнуть это, анализируя только дельты углов, сложно. Можно например пересчитать те же корреляции, но брать не всю выборку, а деленную на несколько, каждая для определенного диапазона абсолютных полярных углов, например. Если в одном из диапазонов корреляция заметно увеличится, а в остальных уменьшится - уже будет ясно, что что-то не так.
    Ответить
    • spark > nick1 | 23.09.2010 | 23:00 Ответить
      Перед тем, как заявлять о таких вещах, экспериментаторы внутри коллаборации проверяют, перепроверяют и кросс-перепроверяют все возможные иные источники такого сигнала — начиная от неправильной работы аппаратуры и заканчивая багами в программе обработки. Всё то, что вы с ходу предлагаете, они давным давно знают - и плюс намного больше, т.к. они сами строили и отлаживали свой детектор, они знают множество неочевидных подводных камней. В данном конкретном случае они этим делом занимались примерно два месяца — сигнал никуда не исчезает.
      Ответить
  • PavelS  | 24.09.2010 | 01:20 Ответить
    "разлетаясь, эти частицы удаляются друг от друга с около- или даже сверхсветовой скоростью" - про сверхсветовую скорость совершенно не понял.
    Ответить
    • Ramon > PavelS | 24.09.2010 | 11:30 Ответить
      Копипаста из блога автора:

      Скорость удаления двух частиц друг от друга, вычисленная в нашей системе отсчета, может быть больше скорости света (но меньше 2с). Это ничему не противоречит.
      Ответить
      • PavelS > Ramon | 24.09.2010 | 19:08 Ответить
        Продолжение фразы "... и никакой обмен информацией между ними невозможен" не лучше. В блоге в комментах обещано это поправить.
        Ответить
    • Petropavlovsky > PavelS | 24.09.2010 | 20:59 Ответить
      PavelS. "...или даже сверхсветовой скоростью"... Ох, Игорь!
      Морозов Валерий Борисович еще не прочел это (с форума ФИАН). Он бы нашел, что сказать. Убрать надо это из статьи. Это даже не обсуждаемо! Единственно, где это может быть в любом веществе (Черенковский эффект).
      Ответить
    • samara > PavelS | 29.09.2010 | 00:25 Ответить
      ничего не пойму) обьясните почему не возмозможно?
      частицы летят друг относительно друга со скоростью почти 2с в тех же пучках коллайдеров. скорость частиц то считают не относительно стационарной точки..
      вон, пятно(свет) вращающегося лазера на большом растоянии тоже может в очень много раз превысить скорость света..
      Ответить
      • Petropavlovsky > samara | 29.09.2010 | 20:52 Ответить
        А относительно друг друга все равно сближаются не более скорости света... Вот так. Литературы по этим парадоксам полно. Ниспровергателей море... Так что, смиритесь!
        Ответить
        • spark > Petropavlovsky | 29.09.2010 | 22:50 Ответить
          Не ищите подвоха там, где его нет. Я всё там сформулировал чётко, правда в обновленной версии эту фразу я убрал.
          Ответить
        • ascii > Petropavlovsky | 30.09.2010 | 02:49 Ответить
          Вы что смеётесь? Какой тут ещё парадокс?
          Частицы вылетают в противоположных направлениях со скоростью света.. Они продолжают двигатся относительно друг друга с той же скоростью что и относительно неподвижной? xD
          Чепуха. Удалятся они будут с удвоеной скоростью (2с).

          Не стоит путать абсолютные скорости частиц и относительные.
          Парадокс то из той песни когда частица испускает фотон и прилетают они вместе?
          Ответить
          • MayDay > ascii | 02.10.2010 | 19:43 Ответить
            Формула сложения скоростей: v=(v1+v2)/(1+v1*v2/c^2)
            Если v1=c и v2=c, то v=(c+c)/(1+c*c/c^2)=c.
            v=c
            Увы, ниспровергнуть Эйнштейна не удалось :)
            Ответить
            • ascii > MayDay | 03.10.2010 | 05:05 Ответить
              Вы что издеваетесь? Никто его и ни ниспровергает.
              Это просто не из той оперы.:)
              Тут скорость не частицы, а скорость разлёта.
              Ответить
  • dims  | 27.09.2010 | 10:19 Ответить
    А понятия "глазма" и "кварк-глюонная плазма" как соотносятся между собой?
    Ответить
    • spark > dims | 27.09.2010 | 12:26 Ответить
      На примере ядерных столкновени: кварк-глюонная плазма — это тот горячий комок полей, глазма — это состояние с продольными полями, предшествующее кварк-глюонной плазме. Слово «glasma» образовано от слов «glass»+«plasma» — т.е. состояние между «конденсатом цветового стекла» (некое состояние, которым моделируется налетающее ядро) и кварк-глюонной плазмой.

      В случае протонов посложнее, т.к. настоящей кварк-глюонной плазмы, по-видимому, не образуется (условие — чтоб длина свободного пробега была меньше размеров сгустка). Поэтому-то тот «горячий комок полей» я не называл кварк-глюонной плазмой в тексте. Но глазма есть, по крайней мере при теорретическом описании МакЛеррана и компании.
      Ответить
      • Julija > spark | 27.09.2010 | 17:04 Ответить
        А образуются ли в этой протон-протонной глазме ядра дейтерия, трития, гелия...? Каковы сечения? Какова зависимость от энергии сталкиваемых протонов?
        Ответить
        • spark > Julija | 27.09.2010 | 23:54 Ответить
          Они в принципе могут рождаться, но глазма тут не причем. Сечения очень маленькие, зависимость от энергии слабая. Сечения гораздо больше в ядерных столкновениях, см. http://www.slac.stanford.edu/spires/find/hep?key=7717130
          Ответить
  • Незнайка  | 27.09.2010 | 21:59 Ответить
    Непонятно, из-за чего весь сыр-бор. В Природе существуют хорошо известные законы сохранения. Обсуждаемый "хребет" распределения по азимутам и быстротам просто означает, что траектории частиц "предпочитают" оставаться в одной плоскости (\Delta\varphi=0). Но ведь это же необходимое условие сохранения импульса! Или я чего-то не понимаю?
    Ответить
    • spark > Незнайка | 27.09.2010 | 23:56 Ответить
      Сохранение импульса дает Delta phi = pi, этот хребет (тоже щирокий) конечно есть.
      Ответить
  • nrm  | 28.09.2010 | 00:23 Ответить
    Более удивительно, что других открытий нет. Где бозон Хиггса?
    Игрушка дорогая,обещано много, но результатов нет.
    Остается только наблюдать за корреляциями.
    Ответить
    • Alexandr_A > nrm | 28.09.2010 | 01:53 Ответить
      Была бы действительно дорогая, уже бы нашли не только Хиггса.
      Ответить
  • Незнайка  | 28.09.2010 | 09:51 Ответить
    Про хребет Delta phi=pi согласен, но это простейший случай. Как показано на Рис.1 (типичный след столкновения), частиц образуется очень много. Если какая-то третья ч-ца, которая не рассматривается в коррелирующей паре, уносит заметный импульс в этой плоскости, то тогда обе частицы пары должны его компенсировать. Отсюда у них Delta phi=0. Более того, такая "совместная компенсация" (не одиночной ч-цей, а парой) может быть возможной не при всех энергиях, поскольку рождение пары ставит кучу условий. Это, кажется, имеет место в эксперименте?
    Ответить
    • spark > Незнайка | 28.09.2010 | 10:47 Ответить
      Такие частицы, конечно, тоже есть, и они учитываются в монте-карло моделировании. Экспреримент показывает превышение над этим механизмом.

      Мне кажется, новость оставила у вас впечатление, что ВСЕ скоррелированные пары относились на счет непонятных пока дальних корреляци. Это, конечно, не так; «дополнительно скоррелированных» пар было очень мало. Посмотрите на доклад Xavier Janssens на конференции по многочастичной динамике http://indico.cern.ch/conferenceOtherViews.py?view=standard&confId=68643 ,
      особенно на картинки на слайде 10.
      Ответить
      • Grisha Kirilin > spark | 30.09.2010 | 07:40 Ответить
        Он, кстати, Janssen ;) Но всё равно прикольно, у PYTHIA на месте пика вообще провалы ;) Насколько я понимаю, PYTHIA это только часть моделирующая начальные/конечные партонные ливни + адронизацию. Там ещё нужно сшивать с матричными элементами, который они откуда-то берут. Может там баг?

        Вообще (с точки зрения теоретика) моделирование находится на чудовищно отсталом уровне -- насколько я понял (может не прав), нет ни одного генератора для партоных ливней работающего на уровне NLL, с матричными элементами сшивают очень грубо (даже CKKW не гарантирует NLL/NLO точность, к тому же там есть выкинутые подавленные по Nc куски). Надеяться, что в этой мешанине можно увидеть какие-то тонкие эффекты новой физики, может только отчаянный оптимист. Короче — экспериментаторы молодцы, а теоретиков закатать под асфальт — как не справившихся с вычислением сильного фона.
        Ответить
  • Незнайка  | 28.09.2010 | 13:03 Ответить
    Ну, если ПРЕВЫШЕНИЕ, тогда сдаюсь. Целиком надеюсь на профессионализм тех, кто этим занят. Может, что-то и найдут...
    Ответить
  • pta.sistem  | 24.10.2010 | 14:03 Ответить
    В самой корреляции частиц ничего необычного нет. Необычность скорее в том, что эта "корреляция" наконец-то замечена.
    В пояснении эффекта корреляции приводятся разные аналогии, в том числе и по признаку "родства среди людей". Сделать эту аналогию более масштабной можно, указав на общность "всех людей" между собой, как природных "объектов", продлевая эту "слабенькую в общем аналогию до общности Всех природных Объектов.
    И уже только тогда можно будет приблизиться к пониманию того, что же собственно "отражает" подмеченная корреляция - какой Побочный Продукт и какого процесса нам преподносит Природа.
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»