Частица Х17 и Большой адронный коллайдер LHC
Click to viewИстоки пневмонии 2019 - 2020 годов. Исследуя вопрос пандемии пневмонии, я обратила внимание на бериллий, так как он вызывает заболевание бериллиоз.
В 2000 годах начинают массовые эксперименты по исследованию тёмной материи, нейтрино и поиски пятого элемента. Где проводят эксперименты? Как в подземных лабораториях, так и наземных на адронных мировых коллайдерах, при этом используются большие объёмы химической мишени, и наблюдаются ядерные реакции при бомбардировках этой мишени.
Вспомним Эксперимент NA64.
Кроме того, обнаружение частицы Х17 также возможно в рамках эксперимента LHCb. По словам физика-теоретика из Массачусетского технологического института Джесси Талера, эксперимент LHCb должен сделать окончательный вывод о существовании или несуществовании частицы Х17 к 2023 году[3].
Расшифровываем для себя, что это значит.
Большо́й адро́нный колла́йдер, сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC)
Большо́й адро́нный колла́йдер, сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) - ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире. В строительстве и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тысяч учёных и инженеров более чем из 100 стран[1], в том числе из России - 12 институтов и 2 федеральных ядерных центра (ВНИИТФ, ВНИИЯФ).
«Большим» назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м[2]; «адронным» - из-за того, что ускоряет адроны: протоны и тяжелые ядра атомов; «коллайдером» (англ. collider - сталкиватель) - из-за того, что два пучка ускоренных частиц сталкиваются во встречных направлениях в специальных местах столкновения - внутри детекторов элементарных частиц[3].
LHCb (от англ. Large Hadron Collider beauty experiment) - самый маленький из четырёх основных детекторов на коллайдере LHC в европейской организации ядерных исследований CERN в городе Женева (Швейцария). Эксперимент проводится для исследования асимметрии материи и антиматерии[1] во взаимодействиях b-кварков.
Физическая программа эксперимента
Основными задачами эксперимента LHCb являются: изучение редких эффектов CP-нарушения в распадах прелестных адронов ({\displaystyle B_{u}}B_{u}, {\displaystyle B_{d}}B_{d}, {\displaystyle B_{s}}B_{s}, {\displaystyle B_{c}}B_{c}-мезонов и b-барионов), измерение углов треугольника унитарности, прецизионная проверка предсказаний Стандартной Модели (СМ) в редких радиационных, полулептонных и лептонных распадах B-мезонов, изучение редких распадов очарованных частиц и экзотических распадов τ-лептонов (например, не сохраняющего лептонное число распада τ→3μ).
Поиск Новой физики
В статье на Элементах известный популяризатор науки и специалист в физике элементарных частиц кандидат физико-математических наук Игорь Иванов отмечает, что основная задача большого адронного коллайдера - открытие Новой физики, и что в этом плане LHCb - единственный из экспериментов LHC, исправно поставляющий позитивные результаты. Игорь Иванов выражает осторожный оптимизм в плане скорого открытия Новой физики по итогам анализа данных, которые уже собраны LHCb и на настоящий момент (апрель 2016) частично обработаны: "сейчас теоретики уже говорят о совокупном отличии от СМ на уровне 5σ. В ближайшие годы ситуация продолжит обостряться. Сейчас основной источник неопределенностей - это статистические погрешности в эксперименте LHCb. Через несколько лет, когда будет обработана существенная часть статистики Run 2, эта погрешность уменьшится в пару-тройку раз - и тогда то, что сейчас кажется намеком, может перерасти в полноценное открытие."[4].
Черенковские счётчики RICH
Частица, летящая со скоростью, превышающей скорость света в среде, испускает характерное электромагнитное излучение, которое зависит от её скорости. Если на пути черенковского света поставить светочувствительную плоскость (например, сборку ФЭУ или многопроволочную камеру с рабочим газом с добавками светочувствительного пара), то угол θ определяется из радиуса кольца, образованного этой плоскостью и конусом черенковского света. Этот угол зависит лишь от радиуса кольца, поскольку фотодатчики располагают в фокальной плоскости собирающего зеркала. На этом принципе основаны так называемые черенковские счётчики с кольцевым изображением (Ring Image CHerenkov Detector, RICH).
Два таких счетчика используются на LHCb: первый расположен прямо за VELO и до триггер-трекера, второй - между внешним трекером и калориметрами. В качестве радиатора - среды, где происходит излучение черенковского света, - помимо углеродных газов используется искусственно созданное вещество, названное аэрогелем.
Эксперименты по поиску частицы X17