Инициативная гамма завод’ — международный коллектив ученых — в настоящее время изучает новые исследования инструмент: они предлагают создать источник высокого-интенсивность гамма-излучения с помощью существующих ускорителей в ЦЕРН. Для этого специализированных ионных пучков будут распространены в КНС и накопительных кольцах коллайдера, которые затем будут рады с помощью лазерных лучей так, что они испускают фотоны. В выбранной конфигурации, энергии фотонов будет в пределах диапазона гамма-излучений электромагнитного спектра. Это представляет особый интерес в связи с спектроскопический анализ атомных ядер. Кроме того, гамма-лучи будут конструированы для того чтобы иметь очень высокой интенсивностью, на несколько порядков выше, чем у систем в настоящее время в эксплуатации. В последнем выпуске журнала Annalen дер Фисик, исследователи утверждают, что ‘гамма фабрика построенная таким образом, позволит не только достижения в спектроскопии, а также новых способов тестирования фундаментальных симметрий природы.
В основе этого предложения гамма Завод специальных ионных пучков из тяжелых элементов, таких как свинец, которые были лишены практически всех электронов во внешней оболочке. Ведущий атом обычно имеет 82 протонов в ядре и 82 электронов в его оболочке. Если оставляют только один или два электрона, что результаты так называемых ‘частично ободранные ионы’ — Псиса для краткости. В перспективных гаммы фабрики, они будут циркулировать в высокой энергии накопителя, такие как супер-протонном синхротроне (SPS) или Большой Адронный Коллайдер (LHC) в ЦЕРН.
Псиса предлагают уникальные возможности для исследования различных фундаментальных вопросов в современной науке. В атомной физике они служат своего рода мини-лабораторию, чтобы исследовать, как систем с несколькими электронами ведут себя, когда они подвергаются воздействию сильного электромагнитного поля, которое, в случае Псиса, производятся на самих атомных ядер.
Основная концепция, лежащая в основе гамма-Фабрика, чтобы сделать лазерный луч сталкиваются лоб в лоб с ускоренным пучком пси. В лаборатории пси’, падающих фотонов можно создавать возбужденных состояний за счет перемещения электронов на более высокие орбиты-это является идеальным тест-системы, которая будет способствовать детальные исследования с помощью атомной спектроскопии (первичного пучка спектроскопия). В свою очередь, Псиса, возбуждаемых лазерным лучом сами испускают фотоны, которые затем могут быть использованы во многих других экспериментов «вне» лаборатории пси (второстепенной балки спектроскопия). Результирующий гамма-луча будет характеризоваться высокой энергией до 400 megaelectron вольт, что соответствует длине волны 3 femtometers. Для сравнения энергия фотона видимого света составляет восемь порядков меньше, с соответственно большей длиной волны.
«Гамма фабрика, которую мы предлагаем, предлагает две очень захватывающие перспективы: с одной стороны, это будет очень интенсивный источник света, который производит высокой энергии гамма-лучей для очень узкой полосе частот; в то же время он будет действовать как гигантский ионную ловушку, где мы можем использовать спектроскопия получить очень точную картину Псиса, циркулирующих в накопительном кольце,»объясняет профессор Дмитрий Будкер из кластера призма+ мастерства из Майнцского университета и Института Гельмгольца Майнце и один из авторов недавней публикации. «В нашей статье мы расскажем о многих возможностях этих двух подходов. С другой стороны, это важно для решения текущих и будущих задач, связанных с созданием гамма завод такой».
Примеры захватывающих применения первичного пучка спектроскопии включают измерения эффектов нарушения четности в атомных пси-в результате слабого взаимодействия субатомных частиц, — а также обнаружение распределения нейтронов в ядрах пси. Полученная таким образом информация позволит дополнить некоторые из наиболее важных научных мероприятий, которые осуществляются в Майнце. Средней, высокой энергии гамма-лучей с точно управляемой поляризацией могут быть использованы в сочетании с поляризованными мишенями исправлен, например, для изучения структуры атомных ядер, а также ядерные реакции, отношение к астрофизике. Вторичные гамма-лучи также могут быть использованы для создания интенсивных третичные лучи, например, нейтронов, мюонов и нейтрино.
Разнообразие технологических трудностей придется преодолеть, чтобы обеспечить оптимальный режим работы гамма фабрики. «Так, например, мы должны научиться выполнять лазерное охлаждение ультрарелятивистских пси для того, чтобы снизить свою энергетическую распространения и получения четко определенного пучка», — отмечает Дмитрий Будкер. «В то время как лазерное охлаждение ионов при низких энергиях уже изучена, в GSI в Дармштадте, например, он еще не выступал на таких высоких энергий, как и те, что будут связаны с гамма завод».
Гамма фабрики в ЦЕРНе-это не просто несбыточная мечта, потому что в июле 2018, был достигнут значительный прогресс от концепции к реальности. Гамма Фабрика группа вместе со специалистами ЦЕРН ускоритель удалось сделать Пучков водорода и гелия-как ионы свинца циркулируют в СПС в течение нескольких минут. Водород-как луч был позже нагнетается в бак, где он распространен в течение нескольких часов. «Следующим важным шагом является запуск выделенного из нью-йоркского эксперимента на SPS ЦЕРН, которая, надеюсь, проверить всю концепцию гамма завода», — заключает Дмитрий Будкер, с описанием захватывающих следующий этап. Гамма фабрики-это амбициозный проект, который в настоящее время изучается в рамках физики ЦЕРН ‘за программу коллайдеры’.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!