Отечественный большой коллайдер практически готов. Что же планируют ученые?
Проект по созданию комплекса для ускорения частиц NICA на базе Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) близится к завершению. Его можно назвать отечественным аналогом Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. Рассказываем, в чем особенность российской установки и какие надежды возлагают на нее ученые.
В чем задача подобных технологий?
Они должны помочь физикам понять, как именно зародилась Вселенная. Современная наука считает, что это произошло 14 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва. По предположениям ученых, в первую микросекунду после того, как он случился, возникли кварки. Эти элементарные частицы стали основой всего, что существует в космосе, так как из них и сформировались протоны и нейтроны, образующие ядра атомов.
Подобное объединение произошло благодаря глюонам. Эти частицы как бы скрепили кварки между собой. До этого же среда была настолько плотной, что у материи не было структуры, и она существовала в виде кварк-глюонной плазмы, температура которой достигала триллиона градусов. Постепенно субстанция остывала, ее плотность падала, и у нее появилось связанное состояние.
Ученые до сих пор не знают, при каких условиях произошел переход материи от кварк-глюонной к ядерной форме. Они предполагают, что ответ на эту загадку можно получить, если столкнуть частицы друг с другом.
Данный опыт и хотят провести на базе нового отечественного коллайдера: это поможет ученым разобраться, как именно образовались все существующие во Вселенной элементы.
Чем NICA отличается от западных установок?
Главная особенность комплекса заключается в том, что он менее мощный, по сравнению с Большим адронным коллайдером в ЦЕРНе. Он способен разогнать тяжелые частицы всего до 4,5 гигаэлектронвольт, а более легкие протоны до 12, 6 гигаэлектронвольт. Однако это вовсе не плохо: слишком большая ускорительная мощность мешает зафиксировать момент квантового перехода, который случился после Большого взрыва и породил Вселенную.
При этом отечественный коллайдер разработан таким образом, чтобы поддерживать максимальную плотность плазмы. По значениям она приближена к той, которая есть внутри нейтронных звезд: 20 млн. тонн на кубический метр. Именно поэтому эксперты считают, что их разработка гораздо больше отвечает конечным целям эксперимента, по сравнению с существующими западными аналогами.
При этом NICA можно использовать не только для того, чтобы искать ответ на главный вопрос современной физики. В комплексе осуществляются и другие научные эксперименты. Например, на баз ускорителя проверяют, как микросхемы будут работать на Орбите Земли. Дело в том, что сквозь космическое пространство постоянно проходят потоки ионов, которые воздействуют на электронные приборы. В комплексе же можно сымитировать условия, при которых предстоит использовать данные механизмы.
Также в NICA можно проверить, какое влияние излучение оказывает на органические ткани, например, на организм человека.
