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



Библиотека

 
Ф. Вильчек
«Красота физики». Глава из книги


К. Каренина, А. Гилёв
Зачем степи артезианы?


Н. Резник
Густой волос и низкий голос


Дж. Бэрроу
«История науки в знаменитых изображениях». Глава из книги


М. Борисов
Хеопс на подошве Имхотепа и сад камней


С. Дробышевский
«Европейский папуас», или «Человек мира»: мужчина с Маркиной горы


М. Москалева
Студенты МГУ против лженауки


Ж. Резникова
И даман поманил за собой


В. Сурдин
Поиски новых планет


С. Горбунов
Сeratotherium simum cottoni. Последний из могикан







Главная / Новости науки версия для печати

Блог ATLAS рассказывает о тонкостях изучения «мягких» адронных процессов


Детектор ALFA

Рис. 1. Детектор ALFA расположен в туннеле коллайдера в 240 метрах от «родительского» детектора ATLAS. Фото с сайта atlas-project-lumi-fphys.web.cern.ch

Обычно в новостные ленты попадают только самые громкие, порой революционные, результаты коллайдера. Однако научная программа LHC включает множество вопросов, которые пусть и не рубят наповал широкую публику, но для самих ученых важны и интересны. Более того, некоторые результаты физики добывают совсем не так, как тот же хиггсовский бозон, — и тогда сам процесс выцарапывания этой информации у природы становится своего рода искусством.

Недавно блог коллаборации ATLAS в серии из четырех постов (1, 2, 3, 4) рассказал о буднях специальных сеансов с расфокусированными пучками и об измерениях на детекторе ALFA, заточенном именно под такую работу. Мы писали про эти сеансы в 2011 и 2015 годах. Их цель — изучить «мягкие» адронные процессы, то есть такие столкновения, при которых, несмотря на огромную энергий соударений, протоны выживают и отклоняются на очень малый угол (упругое рассеяние) либо теряют маленькую долю энергии, но по-прежнему летят практически вперед (адронная дифракция).

В обычном режиме работы коллайдера такие процессы зарегистрировать невозможно. Углы отклонения настолько маленькие, что протоны «улетают в трубу»: они неотличимы от просто пролетевших мимо, но не провзаимодействовавших протонов. Чтобы заметить отклонение на очень малые углы, надо сделать пучки максимально параллельными, а это значит, что их требуется расфокусировать. Про то, как это делается, мы рассказывали в новости Специалисты научились сжимать пучки лучше, чем в прошлом году.

Регистрируют эти события совсем не так, как обычные, жесткие, столкновения. Вместо огромного многослойного детектора на пути частиц стоит тонкая пластинка с полупроводниковыми датчиками, которую протон пронзает насквозь, оставляя в ней точечный сигнал. Эти пластинки расположены прямо в вакуумной трубе, в радиационно-жестких и опасных условиях, всего в нескольких миллиметрах от мощного протонного пучка. Два основных детектора, построенных по этой технологии, — это TOTEM, который расположен вблизи CMS, и ALFA, установленный рядом с ATLAS. Описанные в блоге эксперименты проводились на ALFA.

Рис. 2. Упругое рассеяние протонов по данным ALFA

Рис. 2. Упругое рассеяние протонов по данным ALFA. Изображение с сайта atlas.ch

На рис. 2 показано, как выглядят сырые данные по упругому рассеянию протонов на очень малые углы. Показаны две пары верхних и нижних пластин; основной пучок пролетает в точке с координатами (0, 0). Каждое попадание протонов — это отдельная точка. Когда плотность точек становится большой, она отображается цветом. Вертикальные «лучи» на этих пластинах — это как раз «засветка» от упруго рассеявшихся протонов. Обратите внимание, насколько малые углы требуется измерять: пролетев 240 метров после точки столкновения, протоны отклонились вбок всего на несколько миллиметров!

Рис. 3. Протоны, испытавшие дифракционное соударение

Рис. 3. Протоны, испытавшие дифракционное соударение. Изображение с сайта atlas.ch

Другой вариант рассеяния, который может измерять ALFA, — это адронная дифракция. Протон при этом не только слегка отклоняется, но и теряет небольшую долю энергии. Такой протон будет лететь в магнитной системе коллайдера не по идеальной орбите, а его будет сносить вбок, причем — только в одну сторону. Мы этот эффект уже предлагали сосчитать в задаче Форвард-детектор на LHC. Он хорошо заметен на рис. 3, где, по сравнению с рис. 2, набрано уже намного больше статистики.

Манипуляция с детекторами в непосредственной близости от пучка — дело очень ответственное; посты в блоге ATLAS рассказывают и об этой части работы. Техники выполняют множество проверок стабильности пучков перед тем, как дать добро на выдвигание пластин детекторов. Специфика этого эксперимента в том, что, как раз из-за близости детектора к пучку, электроника считает, что пучки небезопасны. Поэтому людям приходится вручную отменять это предупреждение и работать в условиях, которые компьютер считает небезопасными.


Комментарии (13)



Последние новости: Ускорительные и детекторные технологииПрочие эксперименты на LHCТехнические аспекты LHCСвойства адронов

11.05
Аномалия в распадах B-мезонов подтверждается еще в одном эксперименте
9.05
Коллайдер набирает обороты
1.05
Поломка трансформатора на неделю задерживает работу коллайдера
29.03
LHCb ставит под сомнение реальность обнаруженного недавно тетракварка X(5568)
28.03
Протонные пучки запущены в коллайдер
29.02
Тэватрон нашел еще один тетракварк
23.01
Набор данных на LHC возобновится в конце апреля
27.12
Анализ полной статистики Run 1 подтверждает аномалию в распаде B → Kμμ
1.12
Физики обсуждают научные перспективы будущего коллайдера на 100 ТэВ
3.11
Вышел обзор по сверхсильным магнитам для будущих коллайдеров


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, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, 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, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 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, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия