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

 
Интервью с И. Пигаревым
Пока все спят


С. Назар
«Игры разума». Глава из книги


А. Новиков
География человека


Н. Резник
Бакулюм, изменчивый и загадочный


Интервью с А. Андиксом
Четвероногие слушатели


Дж. Уэбб
«Ничто». Глава из книги


В. Мацарский
Леметр против Пифагора


Интервью О. Орловой с М. Труниным
Михаил Трунин: «Хорошее физическое образование — фундамент технологической культуры страны»


Д. Эверетт
«Не спи — кругом змеи!». Глава из книги


С. Агаханов
Логика логики







Главная / Новости науки версия для печати

Крошечные капли кварк-глюонной плазмы образуются и в несимметричных ядерных столкновениях

Написать комментарий
Вернуться

  18.10.2015 10:59  |   chech Ответить   
 

1. А почему именно золото?
2. При таких столкновениях идут ядерные реакции?


  18.10.2015 14:53  |   Игорь Иванов Ответить   
   

1. Видимо, просто достаточно чистый тяжелый элемент, удобно выделять. Там проводились эксперименты и с ядрами меди и алюминия — это для того, чтобы проверить, как разные эффекты зависят от размера ядра. На LHC используется свинец.

2. Нет, ядерные реакции происходят только при низких энергиях, а тут все нафик разрушается. Тут энергия столкновений в расчете на пару встречных нуклонов 200 ГэВ, это на 4-6 порядков больше типичных энергий, где проявляется структура ядра и идут ядерные реакции.


  18.10.2015 16:06  |   chech Ответить   
     

2. То есть, на выходе-то всё равно могут получиться другие элементы, просто невозможно предсказать, какие именно? Или вообще один сплошной водород получится?

 
  18.10.2015 18:16  |   Игорь Иванов Ответить   
       

Это не превращение элеметров друг в друга, это уже следующий уровень «стирания информации» о веществе. На выходе не ядра летят, а адронная мешанина. Легкие ядра и легкие антиядра там тоже встречаются, вот была недавняя новость от детектора ALICE: http://elementy.ru/novosti_nauki/432555

   
  18.10.2015 19:06  |   chech Ответить   
         

А когда всё достаточно остынет - ядра-таки появятся?

     
  19.10.2015 00:11  |   PavelS Ответить   
           

Так вот Игорь же послал ссылку, графики, как ищут антиядра в потоках частиц. Не вникая в детали, смысл такой: протонов много, очень много, а вот более тяжелых ядер уже мало, ядер гелия - совсем мало. Причем летит много как протонов, так и антипротонов. Это, полагаю, для лобовых столкновений, которые собственно и есть предмет изучения. Т.е. получается межгалактическая среда, какой она была до появления первых звёзд - водород, только ещё меньше гелия.

Если бы эксперимент проводили в бескрайнем вакууме, то было бы ещё много антипротонов, но они в условиях детектора быстро остановятся и аннигилируют.

Да, такой момент. Остывание проходит так, что термоядерного сгорания водорода не происходит - не стоит думать, что при остывании протоны начнут слипаться. Водород вообще неохотно сгорает в термоядерных печках типа звёзд, а в земных условиях как термоядерное горючее вовсе не рассматривается.

       
  19.10.2015 13:01  |   Игорь Иванов Ответить   
             

Ну да, и я еще добавлю про температуры и синтез. Во-первых, плазма хоть и остывает, но температуры там все равно порядка 100 МэВ. Синтез элементов при слиянии требует температур пониже. В центре Солнца, для сравнения, около 1 кэВ.

Во-вторых, разлет и остывание плазмы происходит очень быстро, на адронных масштабах времен. Синтез элементов наподобие термоядерной реакции требует слабого взаимодействия. Так что единственный тип процессов, который успевает произойти, это перегруппировка адронов в разных комбинациях. Часть из них могут оказаться обычными ядрами, часть — всякой экзотикой.


  19.10.2015 00:03  |   PavelS Ответить   
   

Ускорительщики берут золото. Или свинец, как на БАК. Почему, к примеру, не взять плутоний или даже более тяжелый калифорний (получаемый граммами, т.е. в достаточных количествах) - тот же вопрос я уже задавал, но у Игоря ответа не нашлось. Полагаю, более тяжелые ядра теряют стабильность в процессе ионизации. Во-первых, электронные оболочки частично пересекаются с ядром, что должно частично нейтрализовывать ядерное отталкивание протонов, во-вторых, чтобы оторвать последний электрон, надо приложить немало энергии - ядро может с высокой вероятностью разделиться. Но это мои догадки, ответа от спецов у меня нет. Мне не известно, можно ли в принципе ионизировать атом урана полностью - т.е. сорвать все электроны.

 
  19.10.2015 00:22  |   Angl Ответить   
     

Видимо, связано с высокой активностью калифорния и токсичностью плутония, опять же нужен высший уровень контроля над такими материалами.
В Дубне и Беркли используют, но там наверное приходится выбрасывать много активной аппаратуры после эксперимента.

 
  19.10.2015 13:12  |   Игорь Иванов Ответить   
     

Уран тоже используется, в том же RHIC были в 2012 году столкновения U+U. Польза от ядер урана не только в том, что они еще больше, чем золото, но и что они деформированные. Использовать более редкие и дорогие элементы нет резона. В многоступенчатом процессе получения и ускорения пучков выживает очень небольшая часть исходного вещества. Насчет трудностей с ионизацией я с ходу не скажу; знаю только, что там сначала ядра ионизуют частично, накапливают, а потом «срывают покровы» окончательно.


  18.10.2015 18:42  |   AndreyS Ответить   
 

А разве дабл риджа в рр не достаточно для того, чтобы говорить о коллективности?


  19.10.2015 13:16  |   Игорь Иванов Ответить   
   

Ридж говорит о корреляциях, но что их вызывает — это другой вопрос. В pp это скорее всего чисто кинематические эффекты замедления внутренней динамики в протонах до и сразу после столкновения (т.е. color glass condensate и глазма). Настоящей КГП в pp столкновениях, по-видимому, не образуется, по крайней мере при нынешних энергиях.


  18.10.2015 21:49  |   nicolaus Ответить   
 

Игорь, меня интересуют следующие вопросы.

1. Насколько является правильным термин «кварк-глюонная плазма», поскольку эта сущность является жидкостью? Может быть более правильным является термин – «кварк-глюонная среда», который использован в статье в УФН.
2. Можно ли говорить, что между внутренней частью кварк-глюонной плазмы и внешним пространством есть граница? (У любой жидкости с внешней средой есть граница.) Чем эта граница образована?
3. Можно ли говорить, что протон или нейтрон представляют собой капельку кварк-глюонной плазмы, только остывшей, которая имеет границу?
4. Как можно интерпретировать температуру применительно к кварк-глюонной плазме (как энергию циркуляционных потоков жидкости?). Как можно объяснить процесс остывания? (за счет «испарения» адронов?). Как можно объяснить расширение плазмы? (даже не могу предположить, как. Жидкости обычно не сжимаемы).


  19.10.2015 09:28  |   ovz Ответить   
   

Позвольте, я к третьему вопросу присоединюсь.

Можно ли рассматривать кварк глюонную плазму как продолжение ряда многокварковых состояний. Т.е. мезон, барион, тетракварк, пентакварк ... многокварк (кварк-глюонная плазма).
Речь идет о принципиальном различии. Понятно, что по мере продвижения вверх к многокварковости система кварков теряет одни свойства и приобретает новые. Так система из трех кварков, находящаяся в устойчивом (условно конечно) состоянии (назовем его опять таки условно "твердым"), по мере увеличения кварков переходит в более аморфное и даже жидкое состояние (слово жидкое уже наверно можно без кавычек употребить). Соответственно система по мере роста кварков теряет свойство конфаймента, поскольку при распаде (разделении на части) системе уже не требуется энергия на создание новых кварк-антикварковых пар.
Другими словами, есть ли принципиальные различия между этими явлениями? Как следствие, является ли это косвенным подтверждением существования шестикварков, семикварков, восьмикварков и т.д. как частного случая кварк-глюонной плазмы?


  19.10.2015 13:27  |   Игорь Иванов Ответить   
     

Вы пытаетесь притянуть классические аналогии в область квантовой механики. Протон — это не капелька, протон — это квантовая система, которая держится в таком виде именно за счет квантовых эффектов. Формально это получается оттого, что энергетический спектр состояний протона не сплошной, а дискретный с огромными зазорами. И вообще возбужденные состояния протона считаются уже не протонами, а другими частицами.

 
  20.10.2015 21:48  |   ovz Ответить   
       

Нет. Я понимаю что в квантовом мире все устроено по другому. Возможно я действительно излишне увлекся аналогиями.
Вопрос скорее звучит так. Можно ли представить кварк-глюонную плазму как квантовую систему, просто гораздо менее устойчивую чем систему из трех кварков.

   
  21.10.2015 14:15  |   wandarer Ответить   
         

Возможно, что никакой кварк-глюонной плазмы вообще нет. А есть бозонное состояние вещества. Так, если предположить, что протон есть связанное состояние Z0-бозона, нейтрино и Пи+ мезона, то энергия связи этой системы будет около 90 Гэв. Поэтому бозонное состояние может проявиться при столкновении двух протонов летящих навстречу друг другу со скоростями ~ 0,97c. Это энергии столкновения частиц с совокупной массой равной примерно 100 массам протона.

   
  21.10.2015 14:30  |   Игорь Иванов Ответить   
           

Комменты к новостям не являются местом для пропаганеды своих псевдонаучных взглядов. Поскольку вы тут засветились давно, это первое и последнее предупреждение вам.

     
  21.10.2015 14:47  |   wandarer Ответить   
             

А дробный электрический заряд научен?

   
  21.10.2015 14:29  |   Игорь Иванов Ответить   
         

Конечно, кварк-глюонная плазма — это многочастичная квантовая система. Из-за того, что она многочастичная, в ней очень плотный, практически непрерывный спектр состояний и коллективные степени свободы.


  19.10.2015 13:24  |   Игорь Иванов Ответить   
   

1. Это терминологическая придирка. Никто не говорит, что слово «плазма» забито раз и навсегда за газом. Есть еще и плазма крови, например.
2. Есть какой-то переходной слой. Но поскольку там все происходит в динамике, не надо пытаться его визуализировать наподобие поверхностного натяжения. Точнее, вы можете попытаться ввести такую величину и что-то про нее сказать, но это будет очень модельно-зависимые выводы.
3. Нет. По той же причине, что молекула воды не является капелькой воды. Там вовсю работают квантовая механика, и притягивать аналогию с классической жидкостью неправильно.
4. Температура определяется как и во всякой многочастичной системе по заполнению коллективом доступнеых им степеней свободы. Никакая циркуляция не причем, что вы. Остывание — за счет расширения и испарения. При чем тут несжимаемость жидкости? У вас тут совершенно другая система в страшно неравновесном состоянии, аналогии с водой в обычных условиях неуместны.


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 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