Tag Archives: cern

Fizika i ekonomija, Fizika i politika, Fizika u vojsci, Zanimljivost

Ukrajinski fizičari pozivaju na izbacivanje Rusije iz CERN-a

Leave a comment

Skoro 70 godina, CERN, evropski laboratorij za fiziku čestica u blizini Ženeve, služio je kao uzak, ali čvrst kulturni most između Istoka i Zapada. Ali ta veza, koja je pretrpjela najhladnije dane Hladnog rata, napeta je pod teškim posljedicama ruske invazije na Ukrajinu. Neki ukrajinski fizičari pozivaju da se Rusija izbaci iz laboratorije, mjesta tri otkrića dobitnika Nobelove nagrade i gdje se nalazi najveći atomski razbijač na svijetu, Veliki hadronski sudarač.

“CERN kao vodeća naučna laboratorija treba odmah da prekine svaku saradnju sa ruskim institucijama, jer se u suprotnom svaki zločin i svaka nepravda njihove vlade i njihovih oružanih snaga smatra legitimnim”, kaže ukrajinski fizičar u Kijevu koji radi na eksperimentu u CERN-u. . “Pozivamo demokratsko društvo, naučno društvo, da stane uz nas protiv ovog tiranina (ruskog predsjednika Vladimira Putina).”

Vijeće CERN-a, koje se sastoji od predstavnika iz 23 zemlje članice laboratorije, sastat će se na posebnoj sjednici 8. marta kako bi odlučilo kako odgovoriti na krizu. Čak i fizičari koji veličaju istorijsku ulogu CERN-a kao pokretača mira očekuju da će Vijeće na neki način sankcionirati Rusiju. „Biće jasnog znaka prema ruskoj vladi“, kaže Christoph Rembser, fizičar iz CERN-a. “Ne mogu zamisliti ništa drugo.”

Osnovan 1954. godine, CERN je od svog početka imao za cilj da pomogne promicanju mira u poslijeratnoj Evropi, kaže John Ellis, teoretski fizičar sa King’s College London koji radi u CERN-u i bio je u osoblju laboratorije više od 40 godina. „Jedan od mota CERN-a je ‘nauka za mir'”, kaže on. “A to seže u 1950-te, kada je CERN zapravo bio mjesto susreta naučnika iz Sovjetskog Saveza i SAD-a i Evrope.” Održavanje takvih veza je važno, posebno u vrijeme sukoba, kaže Ellis, napominjući da CERN nije protjerao ruske naučnike kada je Sovjetski Savez napao Čehoslovačku 1968. ili Afganistan 1979. „Moj lični stav je da bismo zaista trebali nastojati da zadržimo saradnju, ako je to politički moguće.”

Rembser, koji je odrastao u tadašnjoj Zapadnoj Njemačkoj, stigao je kao student u CERN 1989. godine, neposredno nakon što je kineska vlada masakrirala demonstrante na Trgu Tiananmen. On kaže da je nakon toga CERN služio kao usputna stanica kineskim naučnicima i studentima koji su bježali na Zapad. Baraka u kojoj je Rembser boravio postala je toliko pretrpana da je morao naizmjence spavati u krevetu. „Probudio me je tip koji je rekao: ‘Sada je moj red’, a kada sam se vratio, u mom krevetu je bio još jedan Kinez,” kaže on.

Trenutno, istraživači CERN-a nastoje da pomognu svojim 40-ak ukrajinskih kolega. Ellis kaže da pokušava pomoći određenom ukrajinskom kolegi i izbjeglici da dogovori privremenu poziciju u CERN-u, a Rembser vodi komitet za podršku Ukrajincima. Osoblje CERN-a je već prikupilo toliko pomoći da bi mogli unajmiti kamione da dovoze zalihe do granice Ukrajine sa Poljskom, kaže Rembser. E-poruke koje je vidio ScienceInsider sugeriraju da menadžment CERN-a radi na produženju boravka ukrajinskih istraživača koji su već u laboratoriji.

Ukrajinski fizičar kaže da CERN takođe treba da prekine veze sa Rusijom. “Održavanje ovih veza, čak i na naučnom nivou, daće ovim gangsterima priliku da dalje manipulišu i terorišu našu zemlju i cijelu Evropu.”

Ali izbacivanje ruskih istraživača iz CERN-a moglo bi biti nepraktično, kaže Ellis. Više od 1000 Rusa radi tamo, kaže on — otprilike 8% od 12 000 naučnika koji sarađuju u CERN-u. Njihov iznenadni odlazak mogao bi ostaviti laboratoriju nesposobnom za funkcionisanje. Što komplikuje stvar, Ukrajina je pridružena članica CERN-a, što znači da iako nema mjesto u vijeću, plaća članarinu. Rusija je samo posmatračka nacija koja ne plaća dažbine. Ali značajno doprinosi specifičnim eksperimentima—slično kao i SAD.

Svi sa kojima je ScienceInsider razgovarao priznali su da situacija nema jednostavno rješenje. Na primjer, ukrajinski fizičar napominje da su, na ličnom nivou, ruske kolege u CERN-u bile ljubazne i podržavale ih. Mnogi ruski fizičari su se izjasnili protiv rata, napominje Rembser, koji bi ih mogao izložiti riziku ako se vrate u Rusiju. Tako bi CERN mogao doživjeti priliv i ukrajinskih i ruskih fizičara koji traže utočište, kaže on.

Šta god da Vijeće CERN-a odluči učiniti sljedeće sedmice, neće ovisiti o željama fizičara, kažu istraživači. “Naučnici koji sjede za stolom mogu izraziti svoja mišljenja”, kaže Elis, “ali to će u osnovi biti politička odluka.”

Za sada je ukrajinski fizičar u Kijevu bezbedan. “Posljednji dan i noć bili su relativno mirni u odnosu na prethodni gdje smo pretrpjeli nekoliko masivnih zračnih napada.”

Izvor: https://www.science.org/content/article/ukrainian-physicists-call-russia-s-ouster-cern

Fizika "nemogućeg", Fizika budućnosti, Fizika elementarnih čestica, Fizika i politika, Najnovija istraživanja i otkrića

Da li je CERN opasan?

Leave a comment 
Ne. Iako je snažna za akcelerator, energija postignuta u velikom hadronskom sudaraču (LHC) skromna je prema standardima prirode. Kozmičke zrake - čestice nastale događajima u svemiru - sudaraju se s česticama u Zemljinoj atmosferi pri mnogo većim energijama od onih LHC -a. Ovi kozmički zraci bombardiraju Zemljinu atmosferu, kao i druga astronomska tijela, od kada su ta tijela nastala, bez štetnih posljedica. Ove planete i zvijezde ostale su netaknute uprkos sudarima veće energije kroz milijarde godina.

Što god LHC učini, priroda je već učinila mnogo puta tijekom života Zemlje i drugih astronomskih tijela.

Kozmičke zrake LHC, poput ostalih akceleratora čestica, ponovno stvara prirodne pojave kozmičkih zraka u kontroliranim laboratorijskim uvjetima, omogućavajući im njihovo detaljnije proučavanje. Kosmičke zrake su čestice proizvedene u svemiru, od kojih se neke ubrzavaju na energije daleko veće od energije LHC -a. Energija i brzina kojom dosežu Zemljinu atmosferu mjerili su se u eksperimentima već oko 70 godina. U proteklih milijardama godina Priroda je na Zemlji već proizvela toliko sudara kao oko milijun LHC eksperimenata - a planet još uvijek postoji. Astronomi promatraju ogroman broj većih astronomskih tijela u svemiru, a sva su također pogođena kosmičkim zrakama. Univerzum u cjelini provodi više od 10 miliona miliona eksperimenata sličnih LHC-u u sekundi. Mogućnost opasnih posljedica u suprotnosti je s onim što astronomi vide - zvijezde i galaksije još uvijek postoje.

Mikroskopske crne rupe 

"Glupo je smatrati da sudari čestica LHC pri visokim energijama mogu dovesti do opasnih crnih rupa. Takve su glasine širili nekvalificirani ljudi koji traže senzaciju ili publicitet."
, Akademik Vitaly Ginzburg, nobelovac za fiziku, Institut Lebedev, Moskva i Ruska akademija nauka

Priroda stvara crne rupe kada se određene zvijezde, mnogo veće od našeg Sunca, sruše na sebe na kraju svog života. Oni koncentriraju veliku količinu tvari na vrlo malom prostoru. Nagađanja o mikroskopskim crnim rupama u LHC -u odnose se na čestice nastale pri sudaru parova protona, od kojih svaki ima energiju usporedivu s energijom komarca u letu. Astronomske crne rupe su mnogo teže od svega što bi se moglo proizvesti u LHC-u. Prema dobro utvrđenim svojstvima gravitacije, opisanim Einsteinovom relativnošću, nemoguće je stvoriti mikroskopske crne rupe u LHC-u. Postoje, međutim, neke spekulativne teorije koje predviđaju proizvodnju takvih čestica u LHC -u. Sve te teorije predviđaju da će se te čestice odmah raspasti. Crne rupe, stoga, ne bi imale vremena za početak stvaranja taloga i izazivanje makroskopskih efekata. Iako teorija predviđa da se mikroskopske crne rupe brzo raspadaju, čak se i hipotetičke stabilne crne rupe mogu pokazati bezopasnima proučavanjem posljedica njihove proizvodnje kozmičkim zrakama. Dok se sudari na LHC-u razlikuju od sudara kosmičkih zraka s astronomskim tijelima poput Zemlje po tome što se nove čestice nastale u sudarima LHC-a kreću sporije od onih koje proizvode kozmički zraci, ipak se može dokazati njihova sigurnost. Konkretni razlozi za to ovise jesu li crne rupe električno nabijene ili neutralne. Očekivalo bi se da će mnoge stabilne crne rupe biti električno nabijene, budući da ih stvaraju nabijene čestice. U ovom slučaju oni bi stupili u interakciju s običnom materijom i zaustavili bi se dok putuju Zemljom ili Suncem, bilo da ih proizvode kozmički zraci ili LHC. Činjenica da su Zemlja i Sunce još uvijek ovdje isključuje mogućnost da bi kozmičke zrake ili LHC mogli proizvesti opasne nabijene mikroskopske crne rupe. Da stabilne mikroskopske crne rupe nemaju električni naboj, njihove interakcije sa Zemljom bile bi vrlo slabe. Oni koje proizvode kozmički zraci prošli bi bezopasno kroz Zemlju u svemir, dok bi oni koje proizvede LHC mogli ostati na Zemlji. Međutim, u svemiru postoje mnogo veća i gušća astronomska tijela od Zemlje. Crne rupe nastale pri sudaru kosmičkih zraka s tijelima kao što su neutronske zvijezde i zvijezde bijelih patuljaka bi se zaustavile. Nastavak postojanja tako gustih tijela, kao i Zemlje, isključuje mogućnost da LHC proizvodi opasne crne rupe.

Strangelets je izraz koji se daje hipotetičkoj mikroskopskoj grudi "čudne materije" koja sadrži gotovo jednak broj čestica nazvanih, dolje i čudnih kvarkova. Prema većini teorijskih radova, čudnovate bi se mrlje trebale promijeniti u običnu materiju u roku od hiljadu milionitog dijela sekunde. No, mogu li se čudnjaci spojiti s običnom materijom i promijeniti je u čudnu materiju? Ovo pitanje je prvi put postavljeno prije pokretanja Relativističkog teškog jonskog sudarača (RHIC) 2000. godine u Sjedinjenim Državama. Tadašnje istraživanje pokazalo je da nema razloga za zabrinutost, a RHIC sada radi već osam godina, tragajući za čudnjacima, a da ih nije otkrio. Povremeno će LHC raditi s snopovima teških jezgara, baš kao što radi RHIC. LHC zraci će imati više energije od RHIC -a, ali to čini još manjom vjerovatnoću da bi se mogle stvoriti čudne mrlje. Teško je da se čudna materija drži zajedno na visokim temperaturama koje stvaraju takvi sudari, jer se led ne stvara u vrućoj vodi. Osim toga, kvarkovi će biti više razrijeđeni u LHC -u nego u RHIC -u, što će otežati sastavljanje čudne materije. Proizvodnja čudnovatih škriljaca u LHC -u stoga je manje vjerojatna nego u RHIC -u, a iskustvo je već potvrdilo argumente da se čudnovi ne mogu proizvesti. Analiza prvih podataka LHC -a iz sudara teških iona sada je potvrdila ključne sastojke korištene u izvješću LSAG -a za procijeniti gornju granicu proizvodnje hipotetičkih čudaka. Za više detalja pogledajte ovaj dodatak LSAG izvještaju: Implikacije LHC podataka o teškim ionima za proizvodnju više čudnih bariona (2011)
Vakuumski mjehurići Postoje spekulacije da Univerzum nije u svojoj najstabilnijoj konfiguraciji i da bi ga poremećaji uzrokovani LHC -om mogli dovesti u stabilnije stanje, nazvano vakuumski mjehurić, u kojem ne bismo mogli postojati. Ako je LHC to mogao učiniti, mogli bi i sudari kosmičkih zraka. Budući da takvi vakuumski mjehurići nisu proizvedeni nigdje u vidljivom univerzumu, neće ih napraviti LHC.

Magnetski monopoli 

Magnetski monopoli su hipotetičke čestice s jednim magnetskim nabojem, bilo sjevernim ili južnim polom. Neke spekulativne teorije sugeriraju da, ako postoje, magnetski monopoli mogu uzrokovati raspad protona. Ove teorije također govore da bi takvi monopoli bili preteški za proizvodnju u LHC -u. Ipak, da su magnetski monopoli dovoljno lagani da se pojave na LHC -u, kozmički zraci koji udaraju u Zemljinu atmosferu već bi ih stvorili, a Zemlja bi ih vrlo efikasno zaustavila i zarobila. Kontinuirano postojanje Zemlje i drugih astronomskih tijela stoga isključuje opasne magnetske monopole koji jedu protone koji su dovoljno svjetli da se mogu proizvesti u LHC-u.

Ostalo vezano za sigurnost u CERN - u

Nedavno je izražena zabrinutost da bi se na odlagalištu ugljikovog snopa LHC mogla stvoriti 'reakcija fuzije'. Sigurnost odlagališta snopa LHC -a prethodno su pregledala nadležna regulatorna tijela država domaćina CERN -a, Francuske i Švicarske. Posebne zabrinutosti izražene u posljednje vrijeme su riješene u tehničkom memorandumu od strane Assmann et al. Kako ističu, reakcije fuzije mogu se održati samo u materijalu komprimiranom nekim vanjskim pritiskom, poput onog koji stvara gravitacija unutar zvijezde, eksplozija fisije u termonuklearnom uređaju, magnetsko polje u Tokamaku ili kontinuiranim izotropnim laserom ili grede čestica u slučaju inercijalne fuzije. U slučaju deponije snopa LHC, snop dolazi iz jednog smjera jednom. Ne postoji protutežni tlak, pa se otpadni materijal ne komprimira i nije moguće fuzija.

Izražena je zabrinutost da bi se u spremniku dušika unutar LHC tunela mogla stvoriti 'reakcija fuzije'. Ne postoje takvi spremnici dušika. Štaviše, argumenti u prethodnom paragrafu dokazuju da nikakva fuzija ne bi bila moguća čak i da postoji.

Konačno, također je izražena zabrinutost da bi LHC snop mogao nekako pokrenuti 'Bose-Nova' u tekućem helijumu koji se koristi za hlađenje LHC magneta. Studija Fairbairna i McElratha jasno je pokazala da ne postoji mogućnost da LHC snop izazove fuzijsku reakciju u helijumu.

Podsjećamo da je poznato da su 'Bose-Novae' povezane s kemijskim reakcijama koje oslobađaju beskonačno malu količinu energije prema nuklearnim standardima. Podsjećamo također da je helij jedan od najstabilnijih poznatih elemenata, te da je tekući helij bez greške korišten u mnogim prethodnim akceleratorima čestica. Činjenice da je helij kemijski inertan i da nema nuklearnog spina impliciraju da se nikakav 'Bose-Nova' ne može aktivirati u superfluidnom helijumu koji se koristi u LHC-u.

Izvor: https://home.cern/science/accelerators/large-hadron-collider/safety-lhc
Sva Fizika, Učenje fizike, ZA NASTAVNIKE I PROFESORE

CERN organizira program usavršavanja za profesore iz BiH

Leave a comment
Program uključuje naučna predavanja na našem jeziku, posjete eksperimentima na CERN-u, izložbe, te praktične radionice koje imaju za cilj upoznati učesnike s trenutnim istraživanjima u fizici čestica.

Po povratku u BiH, poručuju da će svi učesnici biti ambasadori CERN-a koji će usvojeno znanje prenijeti na buduću generaciju fizičara, inženjera, IT stručnjaka itd.

Više informacija možete dobiti preko stranice:



https://indico.cern.ch/event/840248/?utm_source=Klix.ba&utm_medium=Clanak

Ekonomija, Fizika "nemogućeg", Fizika elementarnih čestica, Mjerenja u fizici, Najnovija istraživanja i otkrića, Ostale nauke

Fizičari u CERN-u otkrili su plan za budući ogromni razbijač čestica dužine 100 km

Leave a comment

Fizičari u CERN-u su otkrili nacrt za ogromni razbijač čestica dužine 100 km koji bi se koristio za proučavanje Higsovog bozona u sitnim detaljima, kao i za traženje nove fizike. Danas je objavljen konceptualni projektni izveštaj za Future Circular Collider (FCC) – podzemni sudarivač za čestice koji bi bio povezan sa postojećim Velikim hadronskim sudaračem (LHC) u blizini Ženeve.

Pošto se LHC prvi put uključio u 2008. godini, sudarivač čestica dužine od 27 km razbijao je protone zajedno pri energijama do 13 TeV u lovu na nove čestice. Godine 2012. fizičari su objavili da su otkrili Higgsov bozon mase 125 GeV. To je dovelo do toga da su François Englert i Peter Higgs osvojili Nobelovu nagradu za fiziku za teoretsko predviđanje rada na čestici. Međutim, od tada nisu pronađene čestice izvan Standardnog modela, kao što su supersimetrični partneri.



Dok će LHC i dalje raditi još nekoliko decenija prije nego što se konačno isključi, fizičari već više od tri decenije sprovode istraživanje i razvoj na linearnim sudarima koji bi jednog dana mogli biti nasljednik LHC-a. Jedan od vodećih projektantskih napora je Međunarodni Linear Collider (ILC), koji bi ubrzao elektrone i pozitrone pomoću superprovodnih šupljina. Kako su elektroni i pozitroni fundamentalne čestice, njihovi sudari su čišći od sudara proton-proton na LHC-u, pa su idealni za detaljno proučavanje čestica.

Japan je jedina zemlja koja je pokazala interesovanje za domaćinstvo ILC-a, ali je japanska vlada povukla noge u odlučivanju da li će ugostiti mašinu. To je natjeralo fizičare da nedavno smanje svoje dizajne za ILC sa 500 GeV na 250 GeV, a japanska vlada očekuje da će donijeti konačnu odluku o domaćinstvu ILC-a u martu.

Ipak, fizičari čestica i dalje vide prednosti u skladu sa velikim kružnim koliderima, ne samo zato što imaju veliko iskustvo u njihovoj izgradnji. Od 1989. do 2000. godine, na primjer, CERN je upravljao Velikim elektronsko-pozitronskim kolajderom (LEP), koji je bio u istom tunelu u kojem se sada nalazi LHC i izvršio je precizna mjerenja Z i W bozona. A s obzirom na Higsovu relativno malu masu, kružni kolajder bi bio u stanju da proizvede veće luminoznosti bez da trpi ogromne gubitke od sinhrotronskog zračenja, što bi uticalo na kolajder koji radi na višim energijama od 500 GeV.



Precizne studije

FCC projekat je pokrenut 2013. godine od strane Evropske zajednice za fiziku čestica, a sastanak je održan naredne godine u Ženevi kako bi se počeo rad na izvještaju. Novi, idejni projekat sa četiri volumena razmatra izvodljivost izgradnje kružnog kolajdera od 100 km i ispituje fiziku koju takva potencijalna mašina može izvesti. Prvo se traži izgradnja 100 km dugog podzemnog tunela u kojem bi se smjestio sudarivač.

Ova mašina bi se sastojala od 80 km magneta za savijanje kako bi se ubrzao snop, kao i kvadrupolni magneti koji fokusiraju snop prije nego što ih sudaraju na dvije tačke u prstenu.

“FCC-ov konceptualni projektni izvještaj je izvanredno postignuće. To pokazuje ogroman potencijal FCC-a da poboljša naše znanje iz fundamentalne fizike i unaprijedi mnoge tehnologije sa širokim uticajem na društvo.”

  • Fabiola Gianotti

FCC-ee – za koji se procjenjuje da će koštati oko 9 milijardi dolara, od čega bi se $ 5 milijardi koristilo za izgradnju tunela – radilo bi na 1/4 energije u periodu od 15 godina. Kolajder bi počeo sa 91 GeV, proizvodeći oko 1013 Z bozona tokom četiri godine prije nego što je radio na 160 GeV da bi proizveo 108 W + i W čestice u periodu od dve godine. Dok su W i Z čestice već izmjerene pomoću LEP kolajdera, procjenjuje se da bi FCC-ee mašina poboljšala takva mjerenja za red veličine.

Do tada je radio na 240 GeV za tri godine, FCC-ee bi se fokusirao na stvaranje milion Higgsovih čestica. To bi fizičarima omogućilo da prouče svojstva Higsovog bozona sa preciznošću reda veličine većom nego što je to danas moguće sa LHC. Konačno, kolajder bi se zatim zatvorio na godinu dana kako bi se pripremio da radi na oko 360 GeV da bi proizveo milion top i anti-top parova tokom pet godina. Preciznija mjerenja takvih čestica mogu ukazivati na odstupanja od predviđanja Standardnog modela koja bi mogla ukazati na novu fiziku.

Kada se program fizike za FCC-ee dovrši, isti tunel bi tada mogao da se koristi za postavljanje proton-protonskog kolidera (FCC-hh) mnogo na isti način na koji je LEP napravio put za LHC. “FCC bi mogao biti odgovor LEP-a i LHC-a”, kaže teoretičar John Ellis sa Kings College London. “Proton-protonski kolajder bi pružio najbolju šansu za otkrivanje novih čestica”.



FCC-hh bi koristio LHC i njegove pred-injektorske akceleratore za napajanje kolidera koji bi mogao da dostigne vrhunsku energiju od 100 TeV – četiri puta veću od LHC. Ipak, za proizvodnju takvih energija sudara potrebno je razviti nove magnete koji rade na višim magnetnim poljima kako bi upravljali gredom oko kolidera. LHC trenutno radi sa 8 T superprovodnih magneta napravljenih od niobijum-titanijumskih (NbTi) legura. Upotrebljavaju se superprovodni magneti koji omogućavaju protok velikih struja bez rasipne energije zbog električnog otpora. FCC-hh, međutim, sa 50 GeV gredama, umjesto toga bi zahtijevao 16 T magneta napravljenih od niobijum-kositra (Nb3Sn) supravodiča.

Trenutno LHC prolazi kroz dvogodišnje isključenje kako bi poboljšao svoju jačinu svjetlosti – mjerilo brzine sudara čestica – za faktor 10. Nazvan LHC s visokim sjajem svjetlosti (HL-LHC) ima za cilj staviti ovaj materijal na ispitivanje pomoću 11 T Nb3Sn supravodljivih dipolnih magneta. Ipak, potrebno je sprovesti više istraživanja i razvoja.

Izvor: CNN

Atomska fizika, Fizika elementarnih čestica, Moderna fizika, Nuklearna fizika

Otkriće nove čestice probudilo je deceniju staru kontroverzu u fizici.

Leave a comment

Naučnici u Velikom Hadronskom sudaraču čestica u Švajcarskoj otkrili su uzbudljivu novu česticu – odnosno, uzbudljivu kombinaciju čestica koja neće imati sasvim isti uticaj koji je imao Higgs Boson (onaj koji zovu Božjom česticom) pre pet godina. Ali ljudi i o ovom govore, a mnogi misle o kontroverznom skupu rezultata iz starijih eksperimenata.

Čestica o kojoj govorimo je raspored tri kvarka koji se nazivaju Ξcc ++ ili “doubly charged, doubly charmed xi particle” na engleskom jeziku, otkrivena od LHCb detektora s LHC. Možda se sjećate da se jezgro atoma sastoji se od protona i neutrona. Protoni imaju dva gornja kvarka i jedan donji kvark i jednu jedinicu pozitivnog električnog naboja. Neutroni imaju jedan gornji kvark i dva teška kvara, a njihov naboj je nula. Nova xi čestica se sastoji od gornjeg kvarka i dva veoma teška kvarka, nazvana šarm kvarkovima, a njegov naboj je jednak dva.

“Proizvodimo šarm kvarkove u parovima, ali imati dva čarobna ili šarm kvarka u istoj čestici je veoma rijetka pojava”, rekao je za časopis Gizmodo fizičar Patrik Koppenburg iz Nikhefa, holandskog Nacionalnog instituta za subatomsku fiziku. Čarobni kvark čini jedan od šest mogućih kvarkova, uključujući gore, dole, šarm, čudno, na vrhu (gornji) i dno (donji) ili na engleskom up, down, charm, strange, top i bottom. Najteži je šarm, dno [takođe nazvani lepota] i vrh [takođe nazvani istina], ali vrh je verovatno previše težak da se uklopi sa drugim kvarkovima, rekao je. Drugi kvarkovi teoretski bi trebalo da se rasporede u grupe od dva, tri, četiri ili pet, ili čak u neku vrstu kvarkove tečnosti ako stvari postanu dovoljno vrele.

Međutim, “većina ovih čestica” sa tri ili više kvarkova “koja sadrže dva teška kvarka, šarm ili lepotu još nisu pronađena”, rekao je Koppenburg. “Ovo je prvi u određenom smislu.”

U izvesnom smislu, rekao je Koppenburg, jer postoji sporni rezultat još od 2002. godine, kada je saradnja SELEX-a na Fermilabu u Illinoisu objavila da su pronašli povezanu česticu pod nazivom Ξcc +, pojedinačno napunjena, dvostruko šarmantna xi čestica (to je jedan plus znak umjesto dva). Ta čestica takođe ima dva šarena kvarka, ali ima donji kvark, a ne gornji kvark kao novi Xi iz LHCb. Jedan znak plus-xi takođe ima jedan elementarni naboj, kao proton.

Koppenburg je rekao da nekoliko drugih eksperimenata nije uspelo da reprodukuje SELEX-ovu česticu. A ova nova čestica još više sumnja u otkriće SELEX-a. “Ova”, nova čestica LHCb, “je imala masu koja je tako različita od mase iz SELEX-a što čini njihovu masu malo verovatnom”, rekao je Koppenburg. Nova xi čestica teži oko 3600 MeV, ili četiri puta veća od mase protona. SELEX-ova slična, ali različita xi čestica teži oko 100 MeV manje, uprkos tome što se u sastavu razlikuje samo po veoma kaim donjim ili gornjim kvarkovima.

Ali novi CERN – ov naučni članak, koji će biti objavljen u narednom izdanju časopisa “Physical Review Letters”, ističe da su dosadašnji pokušaji rekonstrukcije xi čestice SELEX-a bili različiti tipovi eksperimenata od SELEX-a, tako da ti “nulti rezultati ne isključuju prvobitne opservacije”.

Džejms Russ, profesora fizike u Carnegie Mellon i jedan od predstavnika SELEX-a, kaže da su dvije čestice u pitanju različite i da su rezultati SELEX-a bili vrlo čisti. On stoji iz posmatrane čestice njegovog eksperimenta, ali je primetio da su rezultati LHCb svakako važni. “Imajući u vidu novu opservaciju, u određenom pravcu će se potaknuti teorija”, rekao je on, “pa je ovo definitivno važno posmatranje”.

Kada je Russ završio pregledavanje LHCb papira, rekao je Gizmodu: “Zapažanje LHCb je vrlo solidno.” Što se tiče trećih, lakših kvarkova koji su izazivali ovako veliku razliku u masi, on nije vjerovatno povezan sa razlikama koje proizilaze iz svojstava kvarkova. “Izgleda da su oba eksperimenta ispravno uradila analizu”, rekao je. “Ako su obje čestice stvarno tu, postoji teorijsko pitanje o tome kako se dva sistema šarm-čestica mogu ponašati tako različito.”

Nijedna od ovih stvari nije laka. Naučnici traže neverovatno čudne čestice koje postoje za manje od picosekunde, ili trilioniti dio sekunde. Ali pošto se kreću skoro brzinom svetlosti, one i dalje putuju nekoliko milimetara pre raspada u čestice otkrivene tragovima koje se pojavljuju u LHCb eksperimentu. Specifične čestice mogu pokrenuti okidač, omogućavajući eksperimentu da čuva podatke o događaju kako bi ih kasnije analizirali. Rekonstrukcija specifičnih tragova koje su ostavile čestice omogućavaju istraživačima da utvrde da li su otkrili xi čestice.

I ta čestica mora se pojaviti kao signal iza sve pozadinske buke koje uzrokuje druga fizika i druge čestice koje prolaze kroz detektor. U ovom slučaju, naučnici su videli “12 sigma” pouzdanost, što znači da je neverovatno verovatno da su njihova zapažanja nasumična buka koja je upravo izgledala kao nova čestica xi.

Bez obzira na ranije rezultate ranije, naučnici LHCb ističu da će ova nova čestica omogućiti bolje razumevanje fizike čestica uopšte i pomoći da se nastave rafinirati  teorije o tome šta kvarkovi rade kada se drže zajedno. “Shvatamo da u prirodi postoje komplikovanije strukture nego što smo to ranije mislili “, izjavio je za Gizmodo Sheldon Stone, fizičar fizike u Sirakuzi. Ova nova čestica xi ne može stvarno da postoji na Zemlji, osim u eksperimentima, ali verovatno je postojala odmah nakon Velikog praska kada su stvari bile mnogo vrelije i blisko povezane. Razumevanje načina na koji bi se kvarkovi mogli organizirati možda će pružili dodatni uvid u fiziku te prvobitne ere. I dok je opovrgavanje teorije uzbudljivo, čini se da ovaj novi Xi ima masu koju su teoretičare očekivali, rekao je Stone. “Ovaj put smo teoretičarke i teoretičare učinili srećnim. “[CERN]

Izvor: http://gizmodo.com/new-particle-discovery-reignites-decade-old-physics-con-1796684425