01:45 2024-04-02
intpolitic - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Au găsit 'fantoma': descoperire importantă a fizicienilor în cel mai faimos accelerator de particule
Au găsit 'fantoma': descoperire importantă a fizicienilor în cel mai faimos accelerator de particule
SPS este un inel cu un diametru de aproape 6 km, care datează din anii 1970. Sună ca o istorie veche, dar SPS a rămas vital la CERN. În 2019, a primit o "descărcare de fascicule" modernizată, care este ca o rampă de mașini de curse pentru fasciculele de mare putere din interiorul SPS. Așadar, atunci când cercetătorii au observat fantoma din mașină, ca să spunem așa, au știut că este important să o cartografieze și să o înțeleagă pentru lucrările viitoare.
Fantoma este cauzată de rezonanță. Atunci când lucrurile au energie și produc unde, aceste unde pot interacționa unele cu altele și pot crea mici locuri ciudate în care energia este amplificată. Atunci când mergi cu cafeaua, fiecare pas creează unde în lichid care, în cele din urmă, se întâlnesc și se revarsă. Pe trambulină, o persoană sare "în" saltul altei persoane și este rezonată într-un salt mult mai înalt. Iar în SPS, vărsarea cafelei înseamnă pierderea unor fotoni esențiali în ceea ce se numește degradarea fasciculului.
"În fizica acceleratoarelor, înțelegerea rezonanțelor și a dinamicii neliniare este crucială pentru a evita pierderea particulelor din fascicul", explică sceintiștii în lucrare. Și cât de complicat este acest lucru crește pe măsură ce problema în cauză capătă mai multe părți mobile și mai multe "grade de libertate". Fiecare parte mobilă, inclusiv conectorii, generează propriile vibrații.
Degradarea fasciculului este o problemă uriașă, mai ales pe măsură ce fasciculele de protoni în cauză devin din ce în ce mai energizate și mai robuste. Iar armonicile din sistemele complexe afectează orice experiment în care particulele interacționează în interiorul unui recipient - cum ar fi cercetarea fuziunii nucleare în tokamaks. Prin urmare, interferențele armonice reprezintă, de asemenea, o problemă uriașă în încercarea de a ajunge la o fuziune nucleară productivă, creând puncte moarte în care fluxul de energie poate pierde energia termică vitală.
În interiorul SPS, particulele au doar două grade de libertate, ceea ce nu sună atât de complex. La fel ca fotonii din interiorul unei linii de fibră optică, acești fotoni SLS se deplasează pe o traiectorie generală. Dar ei pot, de asemenea, să "ricoșeze" în interiorul acestei traiectorii, deoarece chiar și un fascicul sau un cablu îngust are totuși grosime. SPS nu este o gogoașă groasă, dar este totuși o gogoașă din viața reală, mai degrabă decât un cerc dintr-o ilustrație dintr-o carte de geometrie.
Iar acel "ricoșeu" este distorsionat din cauza factorilor umani și a realității. Poate că SPS este una dintre cele mai bune instalații din lume, dar totul în știință trebuie să fie făcut cu ceea ce avem. Magneții care alimentează aceste instalații sunt imperfecți și chiar și fluctuațiile minuscule ale magnetismului pot provoca rezonanță. Pentru a cuantifica acest lucru, cercetătorii au efectuat măsurători din jurul inelului SPS și au folosit datele pentru a construi un model matematic numit secțiune Poincaré.
Într-o secțiune Poincaré, se stabilizează un element (în acest caz, o "linie fixă" pe care cercetătorii o menționează în lucrarea lor) și se parcurge un sistem, cartografiind toate intersecțiile celorlalte elemente, până când se formează o întreagă "suprafață". Rezultatele sunt ca un RMN, dar pentru un sistem dinamic, a cărui formă se poate schimba cu fiecare pas - și, în acest caz, cu adăugarea timpului ca a patra dimensiune. Și, deoarece rezonanța într-un sistem închis precum SPS-ul sfârșește prin a se repeta, studiul suprafeței 4D poate face o buclă precum un GIF bine realizat.
În matematica lor, echipa a descoperit că liniile fixe pot prezice unde se vor aduna particulele. Făcându-și timp să studieze și să modeleze fenomenul, ei speră să ajute cercetătorii care dezvoltă strategii pentru a atenua efectul acestor linii armonice fixe. De asemenea, lucrarea i-ar putea ajuta pe cei care construiesc noi acceleratoare de particule să se străduiască să evite crearea de "fantome" magnetice, ceea ce ar putea economisi mulți bani prin păstrarea mai intactă a fasciculelor și a datelor și prin furnizarea de rezultate de o calitate superioară cu mai puțină muncă.
Comentarii:
Adauga Comentariu