В ЦЕРН впервые превратили свинец в золото в Большом адронном коллайдере

Международная группа физиков из коллаборации ALICE (A Large Ion Collider Experiment), работающей на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН, осуществила историческое достижение, впервые непосредственно измерив процесс превращения свинца в золото. Это стало возможным благодаря анализу результатов высокоэнергетических столкновений ионов свинца.

Исследователи сообщили, что им удалось зафиксировать сам факт трансформации, а также подробно и количественно описать этот процесс, который происходит в экстремальных условиях, возникающих при столкновении ионов свинца.

"Сверхвысокоэнергетические столкновения ядер свинца на Большом адронном коллайдере могут создавать кварк-глюонную плазму - горячее и плотное состояние материи, которое, как полагают, заполняло Вселенную примерно через миллионную долю секунды после Большого взрыва, дав начало материи, которую мы теперь знаем", - объясняют ученые.

По их словам, чрезвычайно интенсивные электромагнитные поля, возникающие во время этих столкновений, высвобождают поток виртуальных фотонов. Взаимодействие этих фотонов с пролетающими ядрами свинца приводит к потере последними протонов. Когда ядро свинца, имеющее 82 протона, теряет три из них, оно трансформируется в ядро золота, содержащее 79 протонов.

Тщательно проанализировав продукты взаимодействия с помощью калориметров нулевой степени ALICE (ZDC), ученые смогли идентифицировать характерные признаки образования ядер золота. По результатам анализа было установлено, что в настоящее время коллайдер способен производить ядра золота со скоростью около 89 тысяч в секунду. Однако существует проблема: образованные высокоэнергетические ядра золота существуют лишь чрезвычайно короткий промежуток времени, прежде чем столкнуться с элементами инфраструктуры ускорителя и распасться.

"Анализ ALICE показывает, что во время второго запуска LHC (2015-2018 годы) в ходе четырех основных экспериментов было создано около 86 миллиардов ядер золота. По массе это составляет лишь около 29 пикограммов (2,9⋅10-¹¹ г)", - подчеркивают исследователи.

Как отмечает Джон Джоуэтт из коллаборации ALICE, подобные процессы помогают ученым лучше понимать механизмы электромагнитной диссоциации, что имеет важное значение для прогнозирования потерь пучка в ускорителях. Потери пучка являются одной из главных проблем, ограничивающих производительность как существующего адронного коллайдера, так и будущих, еще более мощных ускорителей. Лучшее понимание того, как и почему частицы вылетают из пучка, позволит эффективнее строить и настраивать ускорители будущего.

Больше новостей читайте на GreenPost.