|
Столкновение ионов приводит к появлению сильнейших полей
|
|
|
|
Согласно теоретическому анализу, проведенному физиком из RIKEN и двумя его коллегами, лабораторные эксперименты по всему миру, направленные на воссоздание загадочной фазы материи, обнаруженной в ранней Вселенной, также могут привести к возникновению сильнейших в мире электромагнитных полей. Этот непредвиденный бонус мог бы позволить физикам исследовать совершенно новые явления.
|
|
|
|
Согласно стандартной модели физики элементарных частиц, когда чрезвычайно горячая материя сжимается в сверхплотный объект, образуется плазма, состоящая из субатомных частиц, известных как кварки и глюоны. Но необходимы эксперименты, чтобы подтвердить, так ли это на самом деле.
|
|
|
|
"Несмотря на то, что такие ожидания существуют, существует огромная теоретическая неопределенность, особенно при сверхвысоких плотностях", - отмечает Хидетоши Тайя из междисциплинарной программы теоретических и математических наук RIKEN. "Таким образом, для изучения этой экстремальной формы материи крайне необходимы эксперименты".
|
|
|
|
В этих экспериментах физики сталкивают тяжелые ионы (заряженные атомы) и затем исследуют полученную плазму.
|
|
|
|
|
|
|
В предыдущие десятилетия в таких испытаниях в основном использовались высокие энергии для создания высоких температур. Однако в последнее время в нескольких экспериментах по всему миру внимание было сосредоточено на промежуточных энергиях, которые позволят создать плазму высокой плотности.
|
|
|
|
"Это крайне важно для понимания нашего происхождения, поскольку такие экстремальные условия существовали в ранней Вселенной, нейтронных звездах и взрывающихся звездах, называемых сверхновыми", - объясняет Тая.
|
|
|
|
Тайя уже изучал мощные лазеры и создаваемые ими сильные электромагнитные поля. Он понял, что подобные, но гораздо более мощные поля могут быть созданы в качестве неожиданного побочного продукта этих экспериментов с столкновениями. Эта возможность заманчива, поскольку физики подозревают, что такие сверхсильные поля будут создавать новые физические явления.
|
|
|
|
Но до сих пор физикам не удавалось создать поля, достаточно сильные, чтобы проверить эту возможность.
|
|
|
|
"Мощный лазер эквивалентен примерно сотне триллионов светодиодов", - говорит Тая. "Но даже эти лазеры слабы по сравнению с полями, необходимыми для получения новых физических эффектов сильного поля".
|
|
|
|
Тая и его коллеги провели теоретический анализ этих сверхсильных полей. Исследование опубликовано в журнале Physical Review C.
|
|
|
|
"Мы продемонстрировали, что электрические поля, которые являются достаточно сильными и долгоживущими, чтобы исследовать физику сильного поля, к которой невозможно приблизиться с помощью каких-либо других экспериментов, могут создаваться при столкновениях тяжелых ионов средней энергии", - говорит Тая.
|
|
|
|
Однако физики не смогут непосредственно измерить создаваемое поле и, таким образом, подтвердить анализ Тайи в запланированных экспериментах по столкновению — они смогут измерить только частицы, образующиеся в результате столкновения, и их свойства.
|
|
|
|
"Чтобы действительно проверить наше предсказание, важно понять, как сильные электромагнитные поля влияют на наблюдаемые частицы", - говорит Тая. "В настоящее время мы работаем над этим".
|
|
|
|
Источник
|
