Den Store Hadron ColliderPhoto: Maximilien Brice/Julien Ordan/CERN
Du kan feasibly sette noe i verdens største fysikk eksperiment, CERN ‘ s Large Hadron Collider i Sveits, så lenge det kan være fordampet. Du kan også stikke en sandwich i det. Men for første gang har forskere akselerert en atomkjerne med elektroner fortsatt festet.
The Large Hadron Collider mål, kort sagt, er å skjenke subatomære partikler med energier ellers er uoppnåelig på Jorden, i håp om å avdekke de grunnleggende natur universet. LHC vanligvis akselerere protoner, de positive delene av atomic kjerner, eller hele atomic kjerner. Vanligvis er disse kjernene har blitt fratatt sine negativt ladede elektroner, men i dette tilfellet, det er en bjelke av bly “atomer”—teknisk de er ioner reist gjennom akselerator med minst ett elektron festet. Den fysikere håper å en dag bruke disse akselerert atomer i en neste-generasjon eksperiment.
“Vi ser etter nye ideer på hvordan vi kan utvide den nåværende CERN forskningsprogram og infrastruktur,” LHC ingeniør Michaela Schaumann sa i en pressemelding. “Å finne ut hva som er mulig, er det første trinnet.”
LHC vanligvis begynner med nøytral leder atomer eller en flaske av hydrogengass, som reiser gjennom en kjede av mindre partikkel aktiviteter. Oscillerende magnetiske felt strip mange av elektroner fra bly atomer. Men atomene tape sine resterende elektroner når de passerer gjennom et metall folie før du går inn i 17-mile-rundt ringen. Schaumann og hennes team justert bredden av folien, slik at ett elektron vært knyttet til ledelsen atom. Forskerne deretter justert LHC til å opprettholde bredde av partikler med ett elektron enn bly-ioner i eksperimentet vanligvis har.
Forskerne var i stand til å holde den strålen som sirkulerer i Large Hadron Collider i to timer, i henhold til utgivelsen.
Til side for å være en første, eksperimentet er et proof-of-concept for et forslag som potensielt kan slå LHC til en gamma ray-fabrikken. Hvis realisert, LHC vil produsere den høyeste energi menneskeskapt lys noen gang. Dette lyset kan bli omgjort til videregående bjelker for alle slags forskning som formål, herunder studier av mørk materie. Det “kunne åpne nye forsknings-muligheter i store domenet av uncharted grunnleggende fysikk og industriell anvendelse territorier,” i henhold til forslaget.
En slik gamma ray fabrikken ville innebære å få en av disse ett-elektron atom bjelker med en laser, som forårsaker electron å hoppe opp til en høyere atomic energy nivå. Elektronet vil da falle tilbake til sin første staten, avgi en lys partikkel. Men siden atom er allerede reiser i nærheten lys-hastighet, lys partikkelen bølgelengde ville bli presset, noe som øker sin energi.
Minst ett CERN accelerator fysiker som ikke var til stede for denne studien, John Jowett, fortalte Gizmodo han var imponert over Schaumann arbeid og syntes det var en spennende hendelse. Så dette var bare en første test, Schaumann nå håper å kjøre bredde på en høyere intensitet.
Forskere ved LHC er ofte å prøve nye ting—siste år, de akselerert xenon-atomer i stedet for den vanlige bly. Eksperimentet er også motta en oppgradering som vil la fysikere samle inn mer data raskere. Det vil ta mange flere eksperimenter som dette for å avsløre mysteriene i partikkelfysikk.
[CERN]