Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Reklama

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje

Więcej energii to więcej efektów – w zderzeniach protonów

Im większa energia zderzeń cząstek, tym ciekawsza fizyka. Naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie znaleźli kolejne potwierdzenie tej tezy, tym razem w zderzeniach wysokoenergetycznych protonów z protonami bądź jądrami ołowiu.

Gdy proton z dużą energią zderza się z innym protonem lub jądrem atomowym, efektem kolizji są strumienie cząstek wtórnych, w żargonie fizyków nazywane dżetami. Część z nich rozbiega się na boki, jednak część zachowuje kierunek ruchu zbliżony do pierwotnego. O szczegółach przebiegu zderzenia decyduje nie tylko rodzaj zderzających się cząstek, ale również wiele innych czynników, a zwłaszcza ilość energii - wyjaśnia IFJ PAN w przesłanym PAP komunikacie.

Na łamach czasopisma „Physics Letters B” czteroosobowa grupa naukowców z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN wykazała, że przy największych energiach otrzymywanych w akceleratorze LHC dokładny opis przebiegu zderzeń protonów z protonami lub jądrami ołowiu wymaga uwzględnienia dodatkowych zjawisk.

W eksperymencie ATLAS przy akceleratorze LHC (w ośrodku CERN w Genewie) od lat rejestruje się kolizje dwóch przeciwbieżnych wiązek protonów bądź wiązki protonów z wiązką jąder ołowiu. Jak podano w komunikacie, krakowscy badacze wzięli pod lupę najnowsze dane, dotyczące zderzeń o dużych energiach, sięgających pięciu teraelektronowoltów (czyli tysięcy miliardów eV). Szczególną uwagę poświęcono tym przypadkom, w których dżety wybiegające z punktu zderzenia poruszały się „do przodu”, czyli wzdłuż pierwotnego kierunku wiązek.

„Protony, a także występujące w jądrach atomowych neutrony, nie są cząstkami elementarnymi. Zwykle mówi się, że składają się one z trzech kwarków, jest to jednak ogromne uproszczenie. W rzeczywistości każdy proton czy neutron to twór ekstremalnie dynamiczny, wypełniony nieustannie kipiącym morzem gluonów, czyli cząstek zlepiających kwarki. Z tą dynamiką wiąże się ciekawy fakt: w zależności od zachowania swoich cząstek składowych, czyli partonów, proton może być raz mniej, a raz bardziej gęsty. I to tłumaczy, dlaczego przypadki zderzeń z dżetami `do przodu` są dla nas tak interesujące. Dotyczą one bowiem sytuacji, gdy jeden proton był rzadki, czyli zachowywał się jak pocisk, a drugi był gęsty, czyli zachowywał się jak tarcza” - wyjaśnia dr hab. Krzysztof Kutak z krakowskiego instytutu, cytowany w komunikacie.

W swoim opisie zderzeń wysokoenergetycznych protonów fizycy z IFJ PAN uwzględnili dwa wcześniej już znane zjawiska. Pierwsze z nich jest związane z faktem, że wraz ze zwiększaniem energii zderzeń rośnie liczba gluonów tworzących się wewnątrz protonów. "Okazuje się, że proces ten nie trwa w nieskończoność. W pewnym momencie, przy dostatecznie dużej energii zderzeń, gluonów pojawia się tak dużo, że ich wzajemne oddziaływanie staje się nieliniowe i gluony zaczynają ze sobą rekombinować. Wytwarza się wtedy dynamiczna równowaga między procesem produkcji gluonów a ich rekombinacją. Efekt ten jest nazywany saturacją" - wyjaśniają fizycy.

Drugim czynnikiem uwzględnionym przez krakowskich fizyków był efekt Sudakowa. Dotyczy on sytuacji, w których różnica pędów wygenerowanych dżetów jest większa od pędów partonów inicjujących produkcję dżetów. Ten wynik w rzeczywistości jest rezultatem kwantowych efektów związanych z emisją wirtualnych cząstek, pozornie łamiącym zasady zachowania pędu między partonami uczestniczącymi w zderzeniu. W ich wyniku prawdopodobieństwo wyprodukowania przeciwbieżnych dżetów zmniejsza się, podczas gdy produkcja dżetów nieprzeciwbieżnych wzrasta.

„Zarówno efekt Sudakowa, jak i saturacja, są znane od pewnego czasu. Ich jednoczesne uwzględnienie było jednak zaniedbywane. To właśnie ekstremalne warunki, panujące przy rozważanej konfiguracji dżetów <>, zmotywowały nas do uwzględnienia obu efektów” - tłumaczy dr hab. Andreas van Hameren z IFJ PAN.

„Efekt Sudakowa brano już pod uwagę, jednak gdy wskutek wzrostu energii zderzeń proces staje się nieliniowy, należy konieczne uwzględnić także saturację” - precyzuje dr Piotr Kotko (IFJ PAN, AGH). A dr hab. Sebastian Sapeta (IFJ PAN) dodaje: „My sami w jednej ze wcześniejszych prac uwzględniliśmy efekt Sudakowa, ale tylko w przypadkach, gdy część dżetów biegła <>, a część pozostawała w obszarze centralnym detektora, czyli rozbiegała się pod dużym kątem w stosunku do kierunku wiązki. Przy opisie takich zdarzeń pokazaliśmy, że saturację można pominąć”.

W swojej najnowszej publikacji krakowska grupa udowadnia, że aby opis teoretyczny zgadzał się z danymi eksperymentalnymi, zderzenia przy wysokich energiach wymagają uwzględnienia obu wspomnianych zjawisk jednocześnie. Omówiony artykuł to pierwszy tak kompletny opis produkcji dżetów „do przodu” w wysokoenergetycznych zderzeniach proton-proton i proton-jądro (ołowiu).

Badania sfinansowano z grantu Narodowego Centrum Nauki.

Obecnie autorzy pracują nad rozszerzeniem zaproponowanego formalizmu na zderzenia z produkcją większej liczby dżetów i cząstek - podano w komunikacie.



Źródło: pap.pl


Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Informacje dnia: Tak się nie odchudzaj! Rak trzustki nie zawsze musi kończyć się źle Wykryto czarną dziurę o "niemożliwej" masie Planszówki a sprawność umysłu Gdy rośnie zanieczyszczenie powietrza, w szpitalach przybywa pacjentów Uczelnie rejestrują dawców szpiku - akcja trwa do 8 grudnia Tak się nie odchudzaj! Rak trzustki nie zawsze musi kończyć się źle Wykryto czarną dziurę o "niemożliwej" masie Planszówki a sprawność umysłu Gdy rośnie zanieczyszczenie powietrza, w szpitalach przybywa pacjentów Uczelnie rejestrują dawców szpiku - akcja trwa do 8 grudnia Tak się nie odchudzaj! Rak trzustki nie zawsze musi kończyć się źle Wykryto czarną dziurę o "niemożliwej" masie Planszówki a sprawność umysłu Gdy rośnie zanieczyszczenie powietrza, w szpitalach przybywa pacjentów Uczelnie rejestrują dawców szpiku - akcja trwa do 8 grudnia

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje