У ЦЕРН вперше перетворили свинець на золото у Великому адронному колайдері

Міжнародна група фізиків з колаборації ALICE (A Large Ion Collider Experiment), що працює на Великому адронному колайдері в ЦЕРН, здійснила історичне досягнення, вперше безпосередньо вимірявши процес перетворення свинцю на золото. Це стало можливим завдяки аналізу результатів високоенергетичних зіткнень іонів свинцю.

Дослідники повідомили, що їм вдалося зафіксувати сам факт трансформації, а також детально та кількісно описати цей процес, який відбувається в екстремальних умовах, що виникають під час зіткнення іонів свинцю.

«Надвисокоенергетичні зіткнення ядер свинцю на Великому адронному колайдері можуть створювати кварк-глюонну плазму — гарячий і щільний стан матерії, який, як вважають, заповнював Всесвіт приблизно через мільйонну частку секунди після Великого вибуху, давши початок матерії, яку ми тепер знаємо», — пояснюють науковці.

За їхніми словами, надзвичайно інтенсивні електромагнітні поля, що виникають під час цих зіткнень, вивільняють потік віртуальних фотонів. Взаємодія цих фотонів з пролітаючими ядрами свинцю призводить до втрати останніми протонів. Коли ядро свинцю, яке має 82 протони, втрачає три з них, воно трансформується в ядро золота, що містить 79 протонів.

Ретельно проаналізувавши продукти взаємодії за допомогою калориметрів нульового ступеню ALICE (ZDC), вчені змогли ідентифікувати характерні ознаки утворення ядер золота. За результатами аналізу було встановлено, що наразі колайдер здатний виробляти ядра золота зі швидкістю близько 89 тисяч на секунду. Однак існує проблема: утворені високоенергетичні ядра золота існують лише надзвичайно короткий проміжок часу, перш ніж зіткнутися з елементами інфраструктури прискорювача та розпастися.

«Аналіз ALICE показує, що під час другого запуску LHC (2015—2018 роки) в ході чотирьох основних експериментів було створено близько 86 мільярдів ядер золота. За масою це становить лише близько 29 пікограмів (2,9⋅10⁻¹¹ г)», — підкреслюють дослідники.

Як зазначає Джон Джоуетт з колаборації ALICE, подібні процеси допомагають науковцям краще розуміти механізми електромагнітної дисоціації, що має важливе значення для прогнозування втрат пучка в прискорювачах. Втрати пучка є однією з головних проблем, що обмежують продуктивність як існуючого адронного колайдера, так і майбутніх, ще потужніших прискорювачів. Краще розуміння того, як і чому частинки вилітають з пучка, дозволить ефективніше будувати та налаштовувати прискорювачі майбутнього.

Більше новин читайте на GreenPost.