Tag Archive | CERN

CERN: Δύο νέα υποατομικά σωματίδια εντοπίστηκαν χάρη στον επιταχυντή.

Nov25

Δύο νέα σωματίδια ανακαλύφθηκαν χάρη στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), ανακοίνωσε σήμερα το CERN, το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών στη Γενεύη της Ελβετίας.

Η ύπαρξη αυτών των σωματιδίων που ονομάζονται Xi_b’ και Xi_b* προβλεπόταν από τη θεωρία αλλά μέχρι σήμερα δεν είχαν παρατηρηθεί ποτέ από τους επιστήμονες. Τα σωματίδια αυτά είναι βαρυόνια, ανήκουν δηλαδή στην οικογένεια των υποατομικών σωματιδίων διασημότερα μέλη της οποίας είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια.

Τα βαρυόνια αποτελούνται από τρία κουάρκ, τα στοιχειώδη σωματίδια που συνδέονται μεταξύ τους με την αποκαλούμενη “ισχυρή δύναμη”.

Η ύπαρξη των νέων σωματιδίων διαπιστώθηκε χάρη στα πειράματα που διενεργήθηκαν το 2011 και το 2012 στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων. Η έρευνα διεξήχθη κυρίως από τον Μάθιου Τσαρλς του Εργαστηρίου Πυρηνικής Φυσικής (CNRS/UPMC/Πανεπιστήμιο Ντιντερό του Παρισιού) σε συνεργασία με έναν Αμερικανό επιστήμονα.

Στην ανακοίνωσή του το CNRS (Εθνικό Κέντρο Επιστημονικών Ερευνών της Γαλλίας) σημειώνει ότι η μέτρηση των ιδιοτήτων των δύο νέων σωματιδίων “συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της θεωρίας της ισχυρής αλληλεπίδρασης στο πλαίσιο του καθιερωμένου μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής”. Οι “ισχυρές αλληλεπιδράσεις” ευθύνονται για τη συνοχή του πυρηνικού υλικού.

Ένα παρόμοιο σωματίδιο της ίδιας οικογένειας, το Xi_b*0, είχε παρατηρηθεί το 2012 χάρη στον LHC ο οποίος αυτό το διάστημα δεν λειτουργεί και αναμένεται να ξεκινήσει και πάλι την άνοιξη του 2015.

6915C7F58AC4C8BE7675D830530B9E03

 

 

 

 

 

 

πηγή: http://www.skai.gr/news/technology/article/269780/cern-duo-nea-upoatomika-somatidia-edopistikan-hari-ston-epitahudi/

Πείραμα του CERN προσπαθεί να βρει πού πήγε η αντιύλη

Sep29

Νέα δεδομένα από το πείραμα ALPHA που εξελίσσεται στις εγκαταστάσεις του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN) φέρνουν τους επιστήμονες ένα βήμα πιο κοντά στο να καταλάβουν τι συνέβη στην αντιύλη του Σύμπαντος.

To πείραμα ALPHA, μετρά το ηλεκτρικό φορτίο των ατόμων του αντιυδρογόνου (ένα αντι-πρωτόνιο που περιβάλλεται από ένα ποζιτρόνιο), το οποίο βρήκαν ίσο με μηδέν μέχρι και τα πρώτα οκτώ δεκαδικά ψηφία.

Το πρόβλημα της ασυμμετρίας μεταξύ ύλης και αντιύλης είναι μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στη σύγχρονη φυσική καθώς ενώ η θεωρία μοιράζει πρακτικά τις ίδιες πιθανότητες ύπαρξης στις δύο μορφές της ύλης (με μια ελαφρότατη προτίμηση ενός μέρους στα 10 δισεκατομμύρια προς τη συνήθη ύλη), το Σύμπαν φαίνεται πως αποτελείται εξ ολοκλήρου από τη γνωστή μας ύλη.

Κάθε γνωστό σωματίδιο έχει και το αντίστοιχο αντισωματίδιο, όπως για παράδειγμα το ηλεκτρόνιο και το ποζιτρόνιο τα οποία είναι πανομοιότυπα, με τη μόνη διαφορά πως φέρουν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία.

Όταν ένα σωματίδιο συγκρουστεί με ένα αντισωματίδιο εξαϋλώνονται άμεσα, απελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα ενέργειας, οπότε είμαστε μάλλον τυχεροί που στο Σύμπαν δεν συναντούμε αντιύλη. Εάν όμως είναι σωστές οι φυσικές θεωρίες που προβλέπουν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης κατά τη Μεγάλη Έκρηξη, τι συνέβη αργότερα στην αντιύλη;

Την απάντηση σε αυτό το ερώτημα προσπαθούν να δώσουν οι ερευνητές μέσω του πειράματος ALPHA, το οποίο μετρά το ηλεκτρικό φορτίο των ατόμων του αντιυδρογόνου (ένα αντι-πρωτόνιο που περιβάλλεται από ένα ποζιτρόνιο), το οποίο βρήκαν ίσο με μηδέν μέχρι και τα πρώτα οκτώ δεκαδικά ψηφία.

Αν και το αποτέλεσμα δεν προκαλεί κάποια ιδιαίτερη έκπληξη, αφού και το υδρογόνο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, πρόκειται για την πρώτη φορά που μετριέται με υψηλή ακρίβεια το φορτίο ενός αντι-ατόμου.

«Είναι καθησυχαστικό που η φύση συμπεριφέρεται όπως περιμένουμε, αλλά ως επιστήμονες δε θα πρέπει να παίρνουμε τίποτε για δεδομένο, οπότε τέτοιες μετρήσεις είναι πολύ σημαντικές», εξηγεί ο βρετανός καθηγητής φυσικής Τζον Γούμερσλι.

Με την επανεκκίνηση του επιταχυντή LHC στο CERN τα πειράματα αντιύλης θα επανέλθουν σύντομα με νέες μετρήσεις. Η βελτιωμένη έκδοση του ίδιου πειράματος ALPHA-2 όπως και τα ATRAP και  ACASUSA αναμένεται να ρίξουν περισσότερο φως στα μυστήρια της αντιύλης όπως και το νέο πείραμα AEGIS που θα μελετήσει τις επιδράσεις της βαρύτητας στο αντιυδρογόνο.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Communications.

πηγή: http://bit.ly/1oomNzv

«Ολοκαίνουργια ύλη» δημιουργήθηκε στο CERN!

Mar27

Oι συγκρούσεις στον επιταχυντή LHC παρήγαγαν νέο είδος σωματιδίων.

Οι συγκρούσεις σωματιδίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) παρήγαγαν μια άγνωστη μέχρι σήμερα μορφή ύλης. Πρόκειται για κύματα γκλουονίων που έχουν χαρακτηριστικά υγρού με τους ειδικούς να ονομάζουν αυτή τη νέα ύλη «χρωμο-υάλινο συμπύκνωμα».

Τα γκλουόνια

Τα γκλουόνια ή γλοιόνια είναι στοιχειώδη σωματίδια με μηδενική μάζα ηρεμίας και μηδενικό ηλεκτρικό φορτίο. Είναι σωματίδια τα οποία μεταφέρουν την ισχυρή αλληλεπίδραση, με την οποία αλληλεπιδρούν τα κουάρκ, θεμελιώδη σωματίδια από τα οποία απαρτίζεται η ύλη. Τα γκλουόνια συνδέονται με την πολύ ισχυρή δύναμη που επιτρέπει στα κουάρκ να «κολλούν» μεταξύ τους μέσα στα πρωτόνια και τα νετρόνια. Για αυτό και ονομάστηκαν «gluons» από την αγγλική λέξη glue που σημαίνει κόλλα.

Η νέα ύλη

Οι επιστήμονες δεν περίμεναν ότι οι συγκρούσεις πρωτονίων και ιόντων μολύβδου θα είχαν αυτή την εξέλιξη. Η ύπαρξη αυτής νέας μορφής ύλης όμως εξηγεί την παράξενη συμπεριφορά που έχουν ορισμένες φορές τα σωματίδια μέσα στον επιταχυντή.

Στα πειράματα που γίνονται στο LHC οι συγκρούσεις πρωτονίων και ιόντων ρευστοποιούν αυτά τα σωματίδια και παράγουν νέα τα περισσότερα εκ των οποίων «πετούν» προς κάθε κατεύθυνση με ταχύτητες που πλησίαζαν εκείνη του φωτός. Πρόσφατα οι ερευνητές παρατήρησαν ότι ορισμένα ζεύγη σωματιδίων «πετούσαν» από το σημείο της σύγκρουσης σε συσχετισμένες κατευθύνσεις.

«Με κάποιο τρόπο καταφέρνουν να πετούν προς την ίδια κατεύθυνση αν και δεν είναι ακόμη ξεκάθαρο το πώς επικοινωνούν μεταξύ τους για να κινηθούν μαζί. Αυτό ήταν μια έκπληξη για όλους» αναφέρει ο Γκάνθερ Ρόλαντ, φυσικός του ΜΙΤ και μέλος της ερευνητικής ομάδας που ανέλυσε τα δεδομένα των πρόσφατων σωματιδιακών συγκρούσεων στον LHC. Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Physical Review B».

Τα πειράματα

Παρόμοια «πτητικά» μοτίβα παρουσιάζονται όταν συγκρούονται μεταξύ τους βαρέα σωματίδια όπως παραδείγματος χάριν, σωματίδια μόλυβδου μεταξύ τους. Αυτού του είδους οι συγκρούσεις δημιουργούν αυτό που οι ειδικοί ονομάζουν «πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων», μια μορφή της ύλης που εμφανίστηκε αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που γέννησε το Σύμπαν. Πρόκειται για μια κατάσταση στην οποία παύουν να ισχύουν οι δυνάμεις που συγκρατούν τους πυρήνες των ατόμων και η ύλη μετατρέπεται σε μια «αρχέγονη σούπα» από κουάρκ και γκλουόνια, θεμελιώδη σωματίδια που δεν διασπώνται περαιτέρω. Ολόκληρο το Σύμπαν ήταν μια σούπα κουάρκ-γκλουονίων για μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά το σχηματισμό του πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ομως η δημιουργία πλάσματος κουάρκ-γκλουονίων δεν είναι δυνατή με συγκρούσεις πρωτονίων και μολύβδου σαν αυτές που γίνονται αυτή την εποχή στο CERN. Τώρα οι ερευνητές πιστεύουν ότι ένα διαφορετικό είδος ύλης, το «χρωμο-υάλινο συμπύκνωμα», είναι πιθανό να λειτουργεί με τρόπο παρόμοιο με το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων.

Η διεμπλοκή

Οι ειδικοί εκτιμούν ότι πίσω από αυτό το συμπύκνωμα κρύβεται ένας μηχανισμός που ονομάζεται κβαντική διεμπλοκή. Η κβαντική διεμπλοκή είναι το φαινόμενο κατά το οποίο δύο αντικείμενα που δημιουργούνται μαζί (για παράδειγμα δύο ηλεκτρόνια) μένουν σε κατάσταση διεμπλοκής μεταξύ τους, ασχέτως του χώρου που μεσολαβεί πλέον από το ένα στο άλλο. Αυτό σημαίνει ότι, ακόμη και αν βρίσκονται πολύ μακριά το ένα από το άλλο, η αλλαγή της κατάστασης του ενός θα έχει αντίκτυπο και στο άλλο.

Ετσι, είτε πρέπει να δεχτούμε πως η πληροφορία μπορεί να ταξιδέψει με άπειρη ταχύτητα είτε πως στην πραγματικότητα τα δύο αντικείμενα βρίσκονται ακόμα σε «επαφή», σε σύνδεση μεταξύ τους, σε κατάσταση διεμπλοκής. Η κβαντική διεμπλοκή είναι υπαρκτό φαινόμενο και παρατηρείται σε πειράματα, όχι μόνο στο μικρόκοσμο, αλλά και σε μεγαλύτερες κλίμακες.

πηγή : http://cern.gr/%C2%AB%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%BA%CE%B1%CE%AF%CE%BD%CE%BF%CF%85%CF%81%CE%B3%CE%B9%CE%B1-%CF%8D%CE%BB%CE%B7%C2%BB-%CE%B4%CE%B7%CE%BC%CE%B9%CE%BF%CF%85%CF%81%CE%B3%CE%AE%CE%B8%CE%B7%CE%BA%CE%B5-%CF%83%CF%84%CE%BF-cern

«Εχουμε να κάνουμε με το μποζόνιο του Χιγκς», επιβεβαίωσαν οι επιστήμονες

Mar18
Επιβεβαίωσαν χθες οι επιστήμονες του CERN ότι το σωματίδιο που είχε ανακαλυφθεί τον Ιούλιο του 2012 είναι τελικά το μποζόνιο του Χιγκς. Το «σωματίδιο του Θεού», όπως είθισται να αποκαλείται.
«Εχουμε να κάνουμε με το μποζόνιο του Χιγκς», επιβεβαίωσαν οι επιστήμονες
Οι επιστήμονες πέρασαν από λεπτομερή ανάλυση όλα τα αποτελέσματα που είχαν συλλέξει από τις τρισεκατομμύρια συγκρούσεις πρωτονίων στον μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN και κατέληξαν στη βεβαιότητα ότι έχουν να κάνουν με ένα σωματίδιο όπως το περιέγραφε ο Πίτερ Χιγκς, ομότιμος καθηγητής σήμερα στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, το 1966.
Το μποζόνιο αυτό συναρτά την ύπαρξή του με ένα πεδίο, από το οποίο όταν διέρχονται υποατομικά σωματίδια, αποκτούν μάζα. Με τον τρόπο αυτό άρχισαν να σχηματίζονται αμέσως μετά τη γέννηση του Σύμπαντος τα αστέρια, οι πλανήτες, οι γαλαξίες. Χωρίς την ύπαρξη μάζας, δεν θα υπήρχαν φυσικά ούτε η Γη ούτε και η ζωή που φιλοξενεί.
«Εχουμε να κάνουμε με το μποζόνιο του Χιγκς», δήλωσε χθες από την Ιταλία, όπου έγινε η ανακοίνωση, ο Τζόε Ινκαντέλα, εκπρόσωπος της μίας εκ των δύο πολυπληθών ομάδων φυσικών που εργάζονται στο CERN για την ανακάλυψή του.
«Βεβαίως θα μας πάρει πολύ καιρό ακόμα για να προσδιορίσουμε τι είδους μποζόνιο του Χιγκς είναι ακριβώς». Η συγκεκριμένη ανακάλυψη θεωρείται ορόσημο στη σύγχρονη φυσική.
Η ανίχνευση του μποζονίου είναι πολύ δύσκολη καθώς η ευκαιρία παρουσιάζεται μία φορά ανά ένα τρισεκατομμύριο συγκρούσεις πρωτονίων.
Η συμπεριφορά τού σωματιδίου, όπως προέκυψε από την ανάλυση των δεδομένων, μοιάζει πολύ με την περιγραφή που έκανε ο Χιγκς πριν από σχεδόν μισό αιώνα.