ЦЕРН готви мини колайдер
Един от най-скъпите научни опити в света – Големият адронен колайдер – е открит едвам преди седем години, само че Европейската организация по нуклеарна сила (ЦЕРН) към този момент е одобрила стартирането на идващия трогателен план.
Новият ускорител не може да се мери с мащабите на 27-километровия главен пръстен на Големия колайдер, само че тъкмо в това ще се заключава неговото предимство.
В съществуващите колайдери за ускорение на заредените частици се употребяват електрически полета, чиято посока се превключва с висока периодичност. Всяко превключване тласка частиците напред, като им придава в допълнение ускоряване.
Но пръстените на такива ускорители съдържат сектори с железни стени, в които при прекомерно висока натегнатост на полето настава електрически пробив. Това ограничаване кара да се снижи силата на полето и да се строят дълги ускорителни пръстени, с цел да съумеят адроните да наберат нужната скорост преди конфликт.
Първоначално ЦЕРН възнамерявал към края на употребата на Големия колайдер през 30-те години да пусне още по-голям колайдер . Но изчисленията посочили, че съществуващият диаметър е непосредствен до лимита и превишаването му неведнъж ще усили цената на плана. Затова учените се обърнали към различно решение, препоръчано още през 70-те години на предишния век.
Килватерното ускоряване подразбира ускорение на частици благодарение на поток електрони, протони или лазерни импулси, които, преминавайки през плазмата, карат електроните и протоните да се двоумят в килватерната диря на ускоряващите се частици.
Зад лъча или снопа се образуват талази с колебаещ се заряд (положително и негативно заредените райони сменят местата си като вълна върху вода). Ако в нужния миг в този „ кулоар “ се пуснат заредени частици, те сходно на сърфист ще се движат дружно с вълната, като непрекъснато получават в допълнение ускоряване. В резултат частиците получават по пътя 1000 пъти по-голямо ускоряване.
Досега прототипи на плазмени ускорители са правени в няколко научни центъра. И не щеш ли най-известната в света лаборатория за физика на високите сили се готви да сътвори лична апаратура в границите на плана AWAKE (Advanced Wakefield Experiment).
Главната ѝ разлика от аналозите се заключава в това, че в нея за първи път ще бъдат употребявани протони. Те са по-тежки от електроните, по тази причина всеки подтик преодолява по-голямо разстояние през плазмата и основава по-дълъг зареден тунел, осигуряващ по-добро ускоряване.
Освен това такова устройство ще бъде съвместимо с Големия колайдер, който също е надъхан за работа с протони. Именно протонните снопове, генерирани от настоящия колайдер, ще бъдат употребявани в първите опити с прототипа.
Общите вложения за подготовката на концепцията AWAKE към този момент са надхвърлили 22 милиона $. Първите проби би трябвало да приключат до края на 2018 година, когато ЦЕРН ще затвори своите ускорители за преоборудване. Дотогава експертите би трябвало да схванат може ли да преобразуват протонните лъчи в къси импулси.
Във всеки случай получената в опитите сила няма да е задоволителна за основаването на плазмени талази и в бъдеще новият инструмент ще би трябвало да генерира много по-мощни потоци протони. Но размерите на тази апаратура ще бъдат неведнъж по-малки от съществуващите. При това силата на електроните в плазмен ускорител с дължина единствено няколко километра може шест пъти да превъзхожда плануваните индикатори на проектирания Международен линеен колайдер с дължина 31 километра, чието строителство се възнамерява в Япония не по-рано от 2020 година.
Разбира се, до практическото потребление на нови ускорители е още надалеч. Но доста учени считат, че рано или късно технологията ще получи разпространяване освен за опити с обикновени частици.
