Как чрез сблъсък на частици разбираме повече за нашата вселена

Николай Гераксиев работи в Лаборатория по физика на високи енергии в Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна, Русия. Настоящата му работа е свързана с многоцелевия детектор към проекта NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) и е свързана основно с анализ на данни. По-конкретно – различни аналитични методи за анализ на физически данни, които при разработване на проекта ще бъдат събирани от детектора. Детекторите дават електрически сигнали и на базата на тях учените могат да предположат какви траектории са изминали частиците и какви характеристики имат. На базата на тези измервания може да се съди какво се е случило при един сблъсък на тежки ядра в ускорителя.

Това е една доста интересна тема, която ни позволява да надникнем във формирането на особен вид състояние на веществата. Надниквайки в тези сблъсъци ние можем да получим информация за състава на нашата вселена и законите, които я уравляват. Един от основните въпроси, на които сегашният експеримент цели да отговори е за това как са устроени неутронните звезди. Чрез тези разпределения на частиците може да се съди за различни характеристики, да се построят теоретични модели и на базата на съпоставката между моделите и експерименталните данни да се определи с приблизителна точност какво всъщност се случва.

Трябва да се отбележи, че вече са извършвани редица такива експерименти с определени конфигурации на сблъскващите се ядра, с определени енергии и с определени характеристики на детектора. За да се събере подходящ набор от данни са необходими определени конфигурации на сблъскващите се ядра, определени характеристики на тези детектори и съответно анализ. В миналото са проведени няколко експеримента, които обаче не са успели толкова добре да измерят редица характеристики, например – твърде малка статистика, твърде ниска енергия или твърде висока. 

Интересна е съпоставката между ускорителя NICA и ускорителя LHC (Large Hadron Collider). На адронния колайдер енергиите са толкова високи, че не могат да бъдат изследвани нискоенергийните режими, при които барионната материя може да достигне максимална плътност, което води до различни барио-химически потенциали и до различни наблюдаеми ефекти. Ако се направи една графика между температурата на тези сблъсъци и техните барио-химически потенциали се строи т. нар. базова диаграма. За учените е важно да попълнят знанията си в тази базова диаграма, както при много високи енергии, така и при по-ниски. 

Оказва се, че при по-ниските енергии има доста интересни неща. Вече стана дума за неутронните звезди, които се контролират от специфични уравнения на състоянието. LHC трудно може да ни каже какво става вътре в неутронните звезди, но експерименти като NICA, FAIR или Бруукхейвънския ускорител могат да ни разкрият много повече. Освен това е необходим не един такъв експеримент, а няколко, за да бъдат сравнени както теоретичните модели, така и различните експериментални данни при различни конфигурации.

Относно практическата полза от тези експерименти Николай Гераксиев припомня, че физиката на високите енергии като цяло не цели да задоволява практични нужди. Основно тя цели да задоволи преди всичко любопитството ни за устройството на вселената. 

По същия начин Хайнрих Херц е искал просто да покаже, че електромагнитните вълни на Максуел съществуват. Направил е прост експеримент и няколко години по-късно вече имаме трансатлантически телефонни разговори. Така че чистото задоволяване на любопитството ни в различни сфери на науката винаги води до някакви практични приложения, които ние не сме целяли непременно в началото. В случая интересното е, че програмните среди, използвани за анализ на тези огромни набори данни всъщност на практика намират приложение в бизнеса. Данните, използвани във физика на високите енергии са много добре компресирани и работят много бързо. Това нещо може да намери приложение например за собственици на интернет магазини с големи бази данни; или различни методи на статистическа обработка и куп други неща. Естествено всички разработки в детекторите и ускорителите могат да влязат в медицински центрове. Виждаме все по-често и по-достъпно медицински ускорители и томографи. Всичко това са все неща, излезли в резултат от разработки по ядрена физика. Също така рентгените – никой не е предполагал навремето, че един ден ще ги има във всяка болница и ще можем да си правим снимки, от които да виждаме какво има вътре в нас. Освен това методите, които се използват за машинно обучение вече дори могат да обработват тези рентгенови снимки и да дават в някои случаи по-добри резултати от рентгенолозите. Това е добър пример за напълно неподозирано приложение от една сфера в друга, с което може директно да се спасяват човешки животи.

 

"Наука за ученици, учители и родители"

Изтегли безплатно:

Включи се в списъка ни с имейли – получаваш броеве, статии, видеа и всичко, което правим за популяризирането на науката в България.

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.