Эксперимент LHCSpin изучит спиновую структуру протона на LHC
Большой адронный коллайдер — это живой постоянно развивающийся проект. Сам ускоритель остается неизменным, но с ускоренными пучками адронов можно ставить самые разнообразные эксперименты. Мы уже неоднократно рассказывали про проекты новых детекторов, которые предлагается внедрить на LHC для получения информации, недоступной нынешним установкам. На днях в архиве препринтов появилось описание еще одного инновационного проекта — LHCSpin (см. публикацию arXiv:1901.08002). Как следует из названия, это эксперимент по изучению спиновой структуры адронов (введение в этот круг вопросов см. в новости Так из чего всё-таки складывается спин протона?). Надо подчеркнуть, что это очень необычное предложение для LHC, ведь циркулирующие в нем протоны не поляризованы. Но авторы нового проекта нашли способ изучать спиновую физику даже в этих условиях.
Дело в том, что пару лет назад команде, работающей на детекторе LHCb, удалось организовать новый тип экспериментов на LHC — столкновения с неподвижной мишенью (см. новость Необычный эксперимент на LHC поможет разобраться с загадкой космических антипротонов). Для этого в вакуумную трубу рядом с детектором впрыскивается струйка газа, на ядрах которого и рассеиваются протоны большой энергии. Конечно, продукты таких столкновений летят преимущественно вперед, но детектор LHCb как раз и создан для того, чтобы отлавливать и измерять такие частицы. Поскольку газ можно вспрыскивать самый разный, появляется возможность исследовать столкновения с теми ядрами, которые раньше и не предполагалось использовать на LHC. Сейчас активно разрабатываются проекты таких экспериментов, которые должны заработать в следующем сеансе коллайдера LHC Run 3.
LHCSpin — это еще одно направление развития этой программы. В рамках этого эксперимента предполагается установить на пути летящих протонов ячейку с поляризованным водородом. В результате будут происходить протон-протонные столкновения, в которых один из протонов имеет четко направленный спин. Это скажется на угловом распределении новых рожденных частиц, которое сможет измерить детектор LHCb. В результате будет получена информация, которая сейчас изучается только в электрон-протонных или мюон-протонных столкновениях, да и то при гораздо меньшей энергии.
Прямо сейчас, во время длительной паузы LS2, внедрить эту идею, видимо, не успеют, но через несколько лет, во время следующей остановки и перехода на HL-LHC, она вполне может воплотиться в жизнь.
-
Мучает вопрос не по теме, простите, знатоки помогите разобраться:
Если с точки зрения локального наблюдателя падающего в черную дыру, пока он будет приближаться и пересечет горизонт событий по своим часам вся окружающая вселенная состарится на миллиарды и триллионы лет (из-за его локального замедления времени в сильном гравитационнном поле), а с точки зрения удаленного наблюдателя любая частица, приближающаяся к горизонту событий, будет делать это бесконечно долго по часам этого удаленного наблюдателя (оба эти примера приводятся в учебниках как аналог парадокса близнецов для гравитационного замедления времени), то о каком собственно тогда наблюдаемом слиянии черных дыр мы можем говорить? Да и об их росте и даже образовании? Мы просто никогда не дождемся тут по своим часам, пока кто-то упадет в дыру за горизонт событий.
Наверное я чего-то глубоко не понимаю.-
Когда звезда коллапсирует в ЧД, а мы на это смотрим со стороны, то для нас совершенно непринципиально знать, что слои звезды по нашим часам не проваливаются в центр, а «ложатся» на горизонт. Это знание для нас — абстрактное. Даже если эти слои что-то там излучают, их излучение быстро уйдет в такую далекую инфракрасную область, что станет для нас статическим полем. Мы просто не сможем издалека экспериментально различить ситуации «слои провалились в центр» и «слои легли на горизонт». Вот этот объект мы и называем астрофизической черной дырой.
-
-
Я не очень большой специалист в теории относительности, но попробую объяснить. Если мы рассматриваем две инерциальные системы отсчета ( а свободно падающее тело именно в такой и находиться), одну стороннего наблюдателя в окресностях ЧД, вторую, корабль, падающий на звезду, то получим.
1. Для наблюдателя в падающем корабле время стороннего наблюдателя будет замедляться по мере его разгона и приближения к звезде и при скорости близкой к скорости света почти остановиться.
2. Для стороннего наблюдателя время в падающем корабле будет замедляться по мере его разгона и приближения к звезде и при скорости близкой к скорости света почти остановиться.
Никто не состариться на триллионы лет. Через какое то конечное время и для стороннего наблюдателя и для космонавта в падающем корабле, корабль пересечет горизонт событий. Что с ним будет мы уже никогда не узнаем. А вот сможет ли он наблюдать за остальной вселенной, я тоже незнаю. -
Парадокс решается, если ослабить сам термин "Черная дыра". ЧД называется не только статическая конструкция с массой в центре, но и динамическая конструкция, в которой составляющее ЧД вещество находится в непрерывном процессе сжатия. Как выше написал Игорь, доказано что для внешнего наблюдателя одно не отличимо от другого уже спустя ничтожное время. Более точный термин - коллапсар. Наличие "непреодолимого" горизонта событий - это формальность. Масса ЧД очень даже включает в себя массу вещества, которое находится в "вечном" падении. Более того, не нужно думать, что у ЧД есть что-то другое, "настоящее и внутри", кроме этого вещества что падает. Любые мысли про внутренности ЧД дают сингулярности, т.е. парадоксы. Вот эта внутренность нам, живущим снаружи, не должна быть интересна как принципиально ненаблюдаемая (это как загробная жизнь).
-
>Более того, не нужно думать, что у ЧД есть что-то другое, "настоящее и внутри", кроме этого вещества что падает. Любые мысли про внутренности ЧД дают сингулярности, т.е. парадоксы. Вот эта внутренность нам, живущим снаружи, не должна быть интересна как принципиально ненаблюдаемая (это как загробная жизнь).
И подобное происходит с микроЧД на БАКе (если они конечно образуются). Обычное столкновение партонов и их результат можно описать какими-то законами, а в случае образования ЧД мы можем только сказать, что у нас сохранились суммарные энергия, импульс и момент импульса системы (да и последний могли унести гравитоны)?-
-
Рождение нейтрино всегда нужно описать чем-то вроде виртуального W-бозона. То есть с учетом знака бозона рождается лептон и нейтрино для сохранения лептонного заряда. Ну или аналогичный распад мезона (включая попытки найти рождение пары нейтрино-антинейтрино) или бариона (скажем с b-кварком самый легкий лямбда-гиперон, Lambda-C аналогичный - рождает электрон или мюон, Xi-C рождает позитрон).
-
-
-
-
Моё тоже мало чем обоснованное мнение - у ЧД нет внутренности, есть только специфическая коллапсирующая атмосфера, и все процессы идут только в ней. Включая тепловое Хоккинговское излучение. Атмосфера имеет стремящееся к бесконечности красное смещение и также бесконечное (?) адиабатическое сжатие, что как-то должно компенсироваться в некоем пределе.
практически видимо - нет, но что говорит теория?
-
Я Выше описал, что знаю по этому поводу. Но фактически требуется, чтобы ЧД активно рождались в широком диапазоне инвариантных масс, а также - учесть тот факт, что ЧД может (ИМХО) дать распад не только на пару частиц (фотоны, ЭП пара или пара кварков), но и на куда большее число.
Отлавливать струи с инвариантной массой 1-5 ТэВ может и выйдет, но думаю анализ достоверности вроде "все статистика Run 1 + Run 2" может затянуться до времени готовности к запуску HL-LHC. -
В ленте новостей LHC были новости о том, как их ищут, см. например https://elementy.ru/LHC/novosti_BAK/n431477
-
Этот метод дает обнаружить такое:
"если бы в эксперименте рождались микроскопические черные дыры с массой 3 ТэВ".
Но если полуширина спектра рождения ЧД скажем 1 ТэВ (то есть характерный пик от 2 ТэВ до 4 ТэВ), то выйдет увидеть только процесс очень широкого фона с поправкой на естественное падение вероятности столкновения 2 партонов с энергией 3, 4,... 6,... ТэВ в сумме.
Ага, понял. Отбирают только такие события:
"как минимум три «объекта» с большой поперечной энергией".
-
Всякие триггеры детекторов придется сильно переделывать для работы с потоком данных HL-LHC. Но как вообще можно модернизировать детектор такой массы и размера?
-
Безусловно, придется менять существенную часть электроники, кабелей, и т.д., включая и триггеры. Вот это нам кажется, что у них там столько времени, пауза на два года. А у них там все расписано по дням, несколько групп параллельно работают над разными узлами детекторов. Посмотрите по соцсетям детекторных коллабораций, они выкладывают видики и тексты.
https://nplus1.ru/theme/LHC-season-two .
Извиняюсь за возможный оффтопик!
-
Скажем вот тут:
https://nplus1.ru/news/2019/03/01/charmonium
чармоний такой возбужденный, что распадается через сильное взаимодействие на 2 мезона с c-кварком.
О, нашел интересную штуку.
Чармоний типа eta-c в возбуждении 2s может дать распад на протон и антипротон - как я понял, вероятность выше 0, хотя может даже ниже 4.8 миллионных процента. Причем исследовано наоборот - процессом резонансного превращения "протон + антипротон" в пару гамма-квантов.
Новости науки: физика
