Том адрон коллайдерын эрдэмтэд Big Bang симуляцийн үеэр хар тугалгыг алт болгон хувиргадаг

Hádrons (LHC)-ийн Grande Colisor-ийг ажиллуулдаг судлаачид орчлон ертөнцийн анхдагч нөхцөлийг дуурайлган хийсэн туршилтын явцад хар тугалганы цөмийг алт болгон хувиргаснаар шинжлэх ухааны томоохон амжилтад хүрсэн. Уг процедур нь Suíça ба França хоорондох хил дээр байрлах Organização Europeia-ээс Pesquisa Nuclear (CERN) байгууламжид явагдсан бөгөөд хүнд ионуудын цацраг хэт хурдацтай хурдасдаг. Баг нь Big Bang-ийн дараах миллисекундын дараа материйн үйл ажиллагааг ойлгохыг эрэлхийлж байх үед энэхүү нээлт санамсаргүй тохиолдож, үнэт металлын аяндаа үүссэнийг илрүүлсэн.

Цөмийн хувиргах үйл явц нь мөргөлдөөнд ашигласан химийн элементүүдийн атомын цөмд агуулагдах протоны тоог өөрчлөхөд суурилдаг. Enquanto хар тугалга нь байгалийн бүтцээрээ 82 протонтой бөгөөд алт нь яг 79 протонтой гэдгээрээ онцлог бөгөөд химийн шинж чанарыг өөрчлөхийн тулд гурван бөөмсийг нарийн зайлуулах шаардлагатай байдаг. Энэхүү шилжилтийг ердийн нөхцөлд цөмийг нэгдмэл, тогтвортой байлгадаг хүчтэй цөмийн хүчийг даван туулах чадвартай асар их эрчим хүчээр л болдгийг орчин үеийн физик харуулж байна.

• Туршилтанд бөөмийн цацрагийг чиглүүлэхийн тулд өндөр эрчимтэй цахилгаан соронзон орныг ашигласан.
• Орчин үеийн детекторууд шинээр үүссэн цөмийн химийн шинж тэмдгийг бүртгэсэн.
• Мөргөлдөөний үед хүрсэн температур нь нарны цөмийн дулаанаас хэдэн мянга дахин давсан байна.
• Үр дүн нь хүчирхийллийн сансрын үйл явдлуудад тохиолддог нуклеосинтезийн тухай онолыг баталж байна.

Мөргөлдөөний механизм ба бөөмийн физик

CERN-ийн газар доорхи цогцолборт ашигласан техник нь 27 км тойрог бүхий цагираг дотор эсрэг чиглэлд хар тугалганы цөмийг галладаг. Quando эдгээр цөмүүд хоорондоо ойртох буюу мөргөлдөхөд кинетик энерги нь масс болон шинэ бөөмс болж хувирч, анхны атомууд хуваагдана. Эрдэмтдийн ажигласан үзэгдэл нь хар тугалганы ионуудын хоорондох цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь үйл явдлын мөн чанарт тохируулан протон ба нейтроныг гадагшлуулахад хангалттай болохыг харуулсан.

Энгийн металлыг үнэт металл болгон хувиргах нь дундад зууны үеийн алхимийн эртний хүслийг санагдуулдаг ч термодинамик, квант механикийн хуулиудыг баталгаажуулсан гэж шинжлэх ухааны нийгэмлэг үздэг. Мэргэжилтнүүд эдгээр мөргөлдөөний үр дүнд үүссэн алт нь дэлхийн царцдасаас олддог алттай химийн хувьд адилхан боловч эрчим хүчний зардлаас болж их хэмжээний олборлолт нь арилжааны хувьд ашиггүй хэвээр байна гэж тайлбарлаж байна. Судалгааны гол зорилго нь эдгээр дагалдах бүтээгдэхүүнийг өндөр эрчим хүчний симуляцид амжилтын нотолгоо болгон ашиглах нь материалыг үндсээр нь ойлгох явдал юм.

Химийн болон цөмийн үйл явцын ялгааг ойлгох

Орчин үеийн шинжлэх ухаан нь өдөр тутмын химийн урвал ба том бөөмийн физикийн лабораторид явагддаг цөмийн урвалын хооронд тодорхой ялгааг гаргаж өгдөг. Nas химийн урвал, атомууд зөвхөн гаднах давхаргадаа электрон солилцох буюу солилцдог бөгөөд энэ нь элементийн мөн чанарыг өөрчлөхгүйгээр бодисын шинж чанарыг өөрчилдөг. LHC-д ажиглагдсан цөмийн хувиргалт дахь Já өөрчлөлт нь атомын цөмд тохиолдож, цөмийн дотоод цэнэгийг өөрчилснөөр үелэх систем дэх байрлалаа байнга өөрчилдөг.

Хар тугалганы тогтвортой байдал нь өндөр масстай, хурдатгалын өмнө плазмын эх үүсвэрт иончлоход хялбар байдаг тул эдгээр туршилтуудад тохиромжтой нэр дэвшигч болгодог. Quando эрдэмтэд Big Bang-г дуурайхын тулд параметрүүдийг тохируулж, тэд кварк-глюоны плазм гэж нэрлэгддэг материйн төлөвийг бий болгож, протоны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд чөлөөтэй болдог. Энэ плазмыг хөргөх үед протонууд өөрсдийгөө өөрчлөн зохион байгуулж, тодорхой тохиолдолд детекторуудын доторх алтны элементийг тодорхойлдог тогтвортой тохиргоог бүрдүүлдэг.

Судлаачид хэмжилтийн нарийвчлалыг баталгаажуулж, гадны хөндлөнгийн оролцооноос зайлсхийхийн тулд эдгээр үйл явдлаас үүссэн мэдээллийн урсгалыг байнга хянаж байдаг. Системийн нарийн төвөгтэй байдал нь шинэ цөм үүсэх агшинг яг таг авахын тулд олон мянган мэдрэгчийг үнэмлэхүй синхроноор ажиллуулахыг шаарддаг. Cada хувиргах үйл явдлыг хонгилд нэгэн зэрэг үүссэн бусад олон тэрбум бөөмсийн арын чимээг шүүдэг хиймэл оюун ухааны алгоритмаар каталогжуулж, шинжилдэг.

Хүчтэй цөмийн хүч ба эрчим хүчний саад

Хар тугалга алт болохын тулд атомын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбодог орчлон ертөнцийн хамгийн хүчирхэг энергийн саадыг эвдэх шаардлагатай. Hádrons-ийн Grande Colisor нь хурдатгалын аяллын явцад цацрагийг тогтвортой байлгахын тулд үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт хөргөсөн хэт дамжуулагч соронзыг ашигладаг. Хар тугалганы цөмөөс гурван протоныг урахад шаардагдах хүч нь асар их бөгөөд хурдасгуур нь манай гариг ​​дээрх цөөхөн хэдэн байгууламжийн давтаж чадах эрчим хүчний түвшинд ажиллахыг шаарддаг.

Big Bang симуляци нь матери атом болон тогтож амжаагүй байсан энерги маш нягт байсан орчлон ертөнц тэлэлтийн эхний мөчүүдийг дахин бүтээхийг зорьдог. Энэхүү хиймэл орчинд алт үүссэнийг ажигласнаар физикчид хэт шинэ одны дэлбэрэлт эсвэл нейтрон одны мөргөлдөөнөөр хүнд металуудыг сансар огторгуйд хэрхэн бий болгосон талаар дүгнэлт хийж чадна. Туршилт нь сансрын бяцхан лабораторийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд байгалийн баялгийн гарал үүслийн талаархи астрофизикийн нарийн онолыг практикт туршиж үзэх боломжийг олгодог.

Leia Tambem

Эвхэгддэг ухаалаг гар утасны шинэ хувилбар нь Өвлийн наадмын оролцогчдод алтан өнгө авчирлаа

Oppo компани Hasselblad линз, бат бөх батарей бүхий Find X9 Ultra-г дэлхий даяар албан ёсоор худалдаанд гаргалаа

Xbox Series S-ээс илүү сайн график бүхий шинэ зөөврийн PlayStation-ын техник хангамжийн дэлгэрэнгүй мэдээлэл алдагдсан

Дэлхийн шинжлэх ухааны судалгаанд үзүүлэх нөлөөлөл ба Brasil

Энэхүү нээлт нь дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа судалгааны төвүүдэд, тэр дундаа CERN-тэй өгөгдлийн шинжилгээний төслүүд дээр хамтран ажилладаг Brasil дахь цөмийн физикийн лабораториудад цуурайтаж байна. Instituições Бразилийн компаниуд шугаман болон дугуй хурдасгуурыг ашиглан бага энергитэй бодисын бүтцийг судалж, олон улсын шинжлэх ухааны мэдлэгийн хязгаарт ажиллах судлаачдыг бэлтгэдэг. Европын томоохон төвүүд болон Бразилийн эрдэм шинжилгээний байгууллагуудын хооронд мэдээлэл солилцох нь шинэ өндөр хурдны дохио илрүүлэх, боловсруулах технологийн хөгжлийг бэхжүүлж байна.

Энэхүү судалгааны үр дүнд бий болсон технологийн дэвшил нь цөмийн анагаах ухаан, материалын шинжлэх ухаан зэрэг салбарт нөлөөлж буй металлын энгийн хувиралаас хамаагүй илүү юм. Атомын цөмийг удирдах чадвар нь хорт хавдрын эсрэг шинэ эмчилгээг боловсруулж, илүү үр дүнтэй эмийн изотопуудыг бий болгох боломжийг олгодог. Хар тугалгыг санамсаргүй байдлаар алт болгон хувиргах нь хүн төрөлхтөн бие махбодийн оршин тогтнох үндсэн хуулиудыг судлахад хөрөнгө оруулалт хийх үед бий болох инновацийн боломжийг сануулж байна.

Хамгийн сүүлийн үеийн технологи ба атомын мөргөлдөөний ирээдүй

Ийм туршилт хийхэд шаардлагатай дэд бүтцэд жил бүр петабайт мэдээлэл боловсруулдаг дэлхийн тооцооллын сүлжээ багтдаг. Төсөлд оролцсон эрдэмтэд алтны атомыг бусад олон тэрбум тоосонцороос тодорхойлоход шаардагдах нарийвчлал нь асар том далайн эрэг дээрх тодорхой элсний ширхэгийг олохтой дүйцэхүйц гэдгийг онцолж байна. Энэхүү үйл ажиллагааны амжилт нь LHC-д суурилуулсан илрүүлэх системүүдийн төлөвшсөн байдлыг харуулж байгаа бөгөөд цацрагийн гэрэлтүүлгийг нэмэгдүүлэхийн тулд хэд хэдэн техникийн шинэчлэлт хийсний дараа үргэлжлүүлэн ажиллаж байна.

Эдгээр машинуудын засвар үйлчилгээ нь криогеникээс микроэлектроник хүртэл янз бүрийн үндэстэн, мэргэшсэн инженерүүдийг хамарсан байнгын ажил юм. Cada нээлт нь санамсаргүй мэт санагдаж байсан ч хүн төрөлхтний бүтээсэн хамгийн агуу шинжлэх ухааны хэрэгслүүдийн нэгийг олон арван жилийн төлөвлөлт, бүтээн байгуулалтын үр дүн юм. Атомын мөргөлдөөний ирээдүй нь орчлон ертөнцийн тэгш хэмийн тухай, стандарт физикээр хараахан каталогжоогүй шинэ хүчнүүдийн оршин тогтнох боломжийн талаарх илүү их нууцыг илчлэхийг амлаж байна.

Хурдасгуурт ажиглагдсан техникийн үйл явдлын хураангуй

• Хар тугалга туяа нь харилцан үйлчлэхээс өмнө гэрлийн хурдыг 99.9% хүртэл хурдасгасан.
• Хөрвүүлэлт нь захын цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлээр протоныг зайлуулах замаар явагдсан.
• Алт, мөнгөн ус, талли нь хүнд ионы мөргөлдөөний хоёрдогч бүтээгдэхүүн болох нь тогтоогдсон.
• Big Bang симуляци нь материйн үндсэн төлөвт өөрчлөн зохион байгуулалтыг ажиглах боломжийг олгосон.
• AI систем нь шинээр үүссэн атомын цөм байгааг батлахад зайлшгүй шаардлагатай байсан.
• Хэт дамжуулагч төхөөрөмжийн аюулгүй байдлыг хангахын тулд мөргөлдөх бүрт зарцуулсан энергийг хянаж байв.
• Туршилт нь өндөр хүчин чадалтай лабораторийн орчинд хувиргах боломжийг баталгаажуулсан.
• Цуглуулсан өгөгдлийг олон улсын шинжлэх ухааны нийгэмлэгтэй хамтран баталгаажуулах зорилгоор хуваалцах болно.

Эрхэм металлын үйлдвэрлэлийн эдийн засгийн үр ашиг

Хэдийгээр хар тугалга алт болж хувирдаг нь биет байдлаар нотлогдсон ч энэ үйл явц нь санхүүгийн зах зээлд ямар ч эдийн засгийн үр ашиггүй гэдгийг мэргэжилтнүүд сануулж байна. Hádrons-ийн Grande Colisor-ийг хэдхэн секундын турш ажиллуулах зардал нь хонгил дотор үйлдвэрлэж болох аливаа грамм алтны зах зээлийн үнээс хол давсан байна. Хэрэглэсэн цахилгаан эрчим хүч, технологийн эд ангиудын элэгдэл нь лабораторийн алтыг шууд хөрөнгө оруулалтын хувьд хүний ​​үйлдвэрлэсэн хамгийн үнэтэй материал болгож байна.

Энэхүү үйлдвэрлэлийн зорилго нь нарийн шинжлэх ухаан бөгөөд тоног төхөөрөмжийг тохируулах, цөмийн тогтвортой байдлын математик загваруудын таамаглалыг турших явдал юм. Цөмийн физик нь өргөн хэрэглээний барааны үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд бус мэдлэгт төвлөрдөг тул үнэт эдлэл, санхүүгийн нөөцийн зах зээл уламжлалт уул уурхайгаас хамааралтай хэвээр байх болно. Энэхүү ололт амжилтын бодит үнэ цэнэ нь хүн төрөлхтөн одоо харагдахуйц материйн хамгийн энгийн бүтцийг удирдахад шаардлагатай багаж хэрэгслийг эзэмшиж байгаагийн нотолгоо юм.

Аюулгүй ажиллагааны журам, байгаль орчны хяналт

LHC-ийн хэмжээтэй бөөмийн хурдасгуурыг ажиллуулах нь оператор болон хүрээлэн буй орчныг хамгаалахын тулд аюулгүй байдлын нарийн протоколуудыг шаарддаг. Уг хонгил нь газраас зуу орчим метрийн гүнд байрладаг бөгөөд энэ нь өндөр энергитэй мөргөлдөөний үед үүсэх цацраг туяанаас хамгаалах байгалийн хамгаалалт юм. Sistemas бодит цагийн хяналт нь зэргэлдээх газруудад цацраг туяа, соронзлолтын түвшинд гарсан аливаа өөрчлөлтийг шалгаж, туршилтыг олон улсын зохицуулах байгууллагаас тогтоосон техникийн хязгаарт хязгаарласан хэвээр байлгахыг баталгаажуулдаг.

Хог хаягдлын менежмент, эрчим хүчний хэмнэлт нь CERN-ийн хувьд томоохон судалгааныхаа байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулахыг эрмэлздэг тул тэргүүлэх чиглэл юм. LHC-ийг хянах зорилгоор боловсруулсан технологиуд нь бохирдол мэдрэгч эсвэл үйлдвэрлэлийн дэвшилтэт хяналтын систем зэрэг иргэний хэрэглээнд зориулагдсан байдаг. Үр дүнгийн ил тод байдал, боловсролын айлчлал хийх байгууламжийг нээх нь дэлхийн нийгмийн сайн сайхны төлөө шинжлэх ухааны ёс зүйтэй, хариуцлагатай ахиц дэвшилд хүрэх байгууллагын амлалтыг бэхжүүлдэг.