Появилось видео с Адронного КОЛЛАЙДЕРА ПОД МОСКВОЙ
Всем привет! С вами Дмитрий Побединский, рад приветствовать вас на канале QWERTY. Вы когда-нибудь задумывались, откуда мы все появились? Как возникла наша вселенная? И что была в начале всего и вся? Сложные вопросы, на которые трудно дать ответы. Однако, как это ни странно, приблизиться к разгадкам всех этих тайн вселенной мы сможем благодаря вот этим вот трубам.
Итак, я нахожусь в Дубне, в Объединенном институте ядерных исследований, на ускорителе Нуклотрон. И вы только представьте, это настоящая машина времени! Ведь он может перенести нас в прошлое более чем на 13 миллиардов лет. Итак, давайте разберемся, как же он это делает.
Но давайте сначала разберемся, зачем физикам вообще нужны ускорители. По сути, это их огромные микроскопы. Они позволяют заглянуть вглубь материи и изучить ее свойства. Конечно, есть обычные оптические микроскопы, но они ограничены длиной волны видимого света, поэтому в них невозможно разглядеть отдельные атомы, а тем более их структуру. Есть электронные микроскопы, в которых для освещения объекта используется пучок электронов. Характерный размер электрона меньше, чем длина волны видимого света, поэтому в такие микроскопы можно увидеть детали кристаллической решетки и отдельные атомы.
Но что, если хочется разглядеть еще более мелкие детали? Тут возникает небольшая проблема. Дело в том, что рассматриваемые объекты могут быть настолько малы, что частицы, которые используются для освещения, могут просто-напросто разрушить то, что мы исследуем. Но, с другой стороны, это и хорошо, ведь по разлетающимся осколкам мы можем более детально изучить строение вещества. Логично предположить, что чем больше скорость частиц при столкновении, тем условно на большее количество осколков можно разбить вещество и более детально его изучить.
Именно поэтому физики и строят такие огромные ускорители, которые разгоняют и сталкивают частицы на скоростях практически равных скорости света. Как же устроены ускорители? Конечно же, они бывают разных типов, но принцип один и тот же. Вот, например, разрез Нуклотрона. В нем, как и в любом другом ускорителе, используется сильное электрическое поле, чтобы разогнать частицы, и сильное магнитное поле, чтобы изменить траекторию частиц, и они двигались по окружности.
Как раз-таки здесь используются электромагниты из сверхпроводящих материалов, которые охлаждаются до очень низких температур и создают очень большое магнитное поле. Ну а раньше использовали вот это. Посмотрите вокруг, это все магниты легендарного синхрофазотрона — ускорителя, который был построен более 60 лет назад. Общий вес конструкции более 36 тысяч тонн. Такие масштабы связаны еще и с тем, что в то время не умели сильно фокусировать пучок частиц, поэтому тоннель для их пролета должен был быть огромным.
Вот в таких кольцевых ускорителях частицы и разгоняют до бешеных скоростей. Но все же, зачем все это нужно? На ускорителях были найдены фундаментальные частицы материи, которые называются кварки. Мы знаем, что в центре каждого атома находится ядро, которое состоит из протонов и нейтронов, которые, в свою очередь, как раз-таки состоят из кварков. Удерживаются вместе они благодаря особым силам, которые возникают из-за обмена перекидывания специальными виртуальными частицами — глюонами.
При соударении частиц кварки, из которых они состоят, по идее, должны разлетаться просто в разные стороны. Однако они обладают следующим свойством: мы не можем наблюдать кварки по отдельности. Если два кварка будут удаляться друг от друга, то тогда между ними в пустоте возникнет еще пара кварков. Они притянутся к удаляемым и образуют с ними какие-то частицы. А при столкновении частиц на ускорителях выделяется очень много энергии, и она может по известной формуле E=mc² преобразоваться в вещество, имеющее массу, в кварки, которые обмениваются глюонами.
Образование это может иметь размеры атомного ядра. Это и называется кварк-глюонной плазмой — это месиво из кварков и глюонов, которые еще не успели объединиться в более крупные структуры. Именно в таком состоянии находилась наша вселенная в первые миллионные доли секунды после большого взрыва. Только вообразите, когда наша вселенная была еще размером с футбольный мяч, когда еще не существовало протонов и нейтронов. Она была в состоянии кварк-глюонной плазмы.
И дальше события развивались так: через тысячную долю секунды кварки начали объединяться в протоны и нейтроны. Через 100 секунд появились первые ядра. Через 380 тысяч лет начали образовываться атомы. И только потом, через миллионы лет, появились первые звезды и галактики.
Но почему звезды, галактики, туманности именно такие? А не какие-то другие? Ответы на эти вопросы можно получить, изучая то, что было в самом начале, изучая кварк-глюонную плазму. Так что ускорители, которые ее создают, будут еще долго служить на благо науке.
Ускоритель Нуклотрон станет частью масштабного проекта уровня Mega Science, который называется коллайдер NICA. Его даже называют младшей сестрой Большого адронного коллайдера, который находится в ЦЕРНе. Как раз таки на коллайдере Ника ученые и будут получать кварк-глюонную плазму, исследовать ее свойства и пытаться разгадать тайны мироздания.
Но все же, какую пользу могут принести такие фундаментальные исследования? Пока никто не знает, ведь они приносят плоды через десятилетия. Но изучив материю на принципиально новом уровне, нам рано или поздно придет осознание того, как это использовать. Страшно даже вообразить, что нас может ожидать: открытия новых измерений, параллельных миров, путешествия во времени и многое другое. Так что напрасным этот труд точно не будет.
А на этом все. Ставьте лайки, подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропустить новое видео, и спасибо за просмотр!