Адронный Коллайдер

[jhoney74]

Хочу поднять тему об Адронном Коллайдере. Напомню, что 8 июля 2008г, на границе Швейцарии и Франции произошел пуск Большого Андронного Коллайдера – крупнейшего из когда-либо существовавших ускорителей элементарных частиц. На его строительство потребовалось 14 лет и 8 млрд. долларов. Экономика Росси не принимала участие в его создании, но над Адронным Коллайдером трудились наши ученые.
Помню, что перед его строительством физики предсказывали, что при столкновении в нем частиц могут появляться миниатюрные черные дыры. Читал последние Новости России. Любопытно то, что ученые этого и не отрицают!
Общая Теория Относительности действительно предсказывает появление черных дыр в результате подобного процесса. Лишь недавно компьютерное моделирование показало, что это так!
Ключ к появлению черной дыры – в концентрации достаточных количеств массы (энергии) в достаточно небольшом объеме. Концентрация массы и энергии создает гравитацию, которая вызывает искривление пространства-времени. И если эта концентрация достаточно велика, искривление становится столь мощным, что ничто, даже излучение, не в силах покинуть его пределы. И оказывается, подобное может создаваться не только масштабными процессами. Но ученые умы успокаивают – продолжительность жизни таких черных дыр очень мала… если учтены все факторы и расчеты верны. Новости, мягко говоря, не успокаивают.


Евгений Стар.

ссылки на сторонние ресурсы удалены //photon

[EEater]

Тому, что "черные дыры" могут образоваться, да и вообще существуют в природе, Вы, значит, верите безоговорочно? Хотя, наверно, не видывали ни единой.
А расчету продолжительности их жизни - не верите?
Логика есть?

[senior]

Цитата:

Но ученые умы успокаивают – продолжительность жизни таких черных дыр очень мала… если учтены все факторы и расчеты верны.

А где это успокоение написано?
Меня в частности интересует, что может создать квантовую черную дыру, кроме квантовой черной дыры и во что может превратиться квантовая черная дыра кроме квантовой черной дыры?

[JulijaP]

Запуск-2010 намечен на 25-е февраля. Сначала поработают на 450 ГэВ. Затем пригласят журналистов и продемонстрируют 3.5 ТэВ (или 7 ТэВ на столкновение).

"Девочка в поле гранату нашла..."

Large Hadron Collider to fire up again next Thursday

[brimal]

И что интересно частицы с такой энергией в природе не наблюдались.
Так что успокоения в том, что аналогичные вещи существуют в природе, мы
не находим. Ну а насчет теорий. Все принципиально новые теории объясняли
эксперимент, в котором получали неожиданное. До этого работали другие теории.
Одно удовольствие человечество уже имеет от биологов: клонирование.
Где же девочка дернет колечко?

[vvb]

brimal в сообщении #290347 писал(а):

И что интересно частицы с такой энергией в природе не наблюдались.
Так что успокоения в том, что аналогичные вещи существуют в природе, мы
не находим.

Да с чего это вдруг?
В природе, в космических лучах в частности, встречаются частицы с гораздо более высокой энергией (порядка 10^{20} эВ), просто такие события весьма редкие, непредсказуемые. Поэтому очень трудно набрать статистику.

[JulijaP]

vvb в сообщении #290351 писал(а):

В природе, в космических лучах в частности, встречаются частицы с гораздо более высокой энергией...

Да.
Рассмотрим три случая.
1. Два протона сталкиваются на коллайдере с энергиями по 1 ТэВ каждый.
2. Космический протон сталкивается с атмосферным.
3. В верхних слоях атмосферы сталкиваются два космических протона с энергиями, близкими к 1 ТэВ в ИСО Земли.

Вероятность события 3 чрезвычайно мала даже на космологических масштабах и этот пункт можно отбросить.

Для того чтобы пункт 2 соответствовал пункту 1, космический протон должен иметь энергию несколько тысяч ТэВ. Если созданная в этом столкновении частица является составной, то она будет иметь энергию связи, равную примерно 1 ТэВ, или меньше. Она движется с такой скоростью, что протоны атмосферы в её ИСО тоже будут иметь примерно такую же энергию. Следовательно, она разрушается.

Обдувание частицами атмосферы приводит к разрушению опасной составной частицы. Попытайтесь ответить а вопрос, что будет с тяжелым ядром, если оно обдувается протонами и нейтронами, имеющими энергию порядка 1 ТэВ? Будет ли оно увеличиваться, за счет поглощения протонов и нейтронов, либо, наоборот, уменьшаться из-за выбивания из него его собственных протонов и нейтронов?

Так что уповать на космические лучи не стоит.

[brimal]

Только меня vvb успокоил (относительно,т.к. вопрос о концентрации остается открытым), и на тебе. Как искренне способны заблуждаться теоретики пока их не ткнут в результаты эксперимента я имел удовольствие видеть. Пообщавшись с учеными
я очень легко представляю как ради того, чтобы что то узнать новое (а некоторые чтобы застолбиться первыми) они пойдут на все. Насколько я представляю (легко соглашусь, что я не прав), качественный скачок в этой методике эксперимента (назовем ее ударной) произошел впервые в начале 20 века (альфа частицы). Неожиданные результаты,закончившиеся новыми теориями: атом Резерфорда, квантовая механика. Все это кончилось Лизой Мейтнер и цепной реакцией. А через 10 лет ядерной бомбой, затем термоядерной. И благодаря усилиям
общества этой дряни накопили столько, что спокойно можно угробить все живое (конечно, исключая тараканов). Похоже мы подбираемся к тому, что усилий всего общества, может и не потребоваться. Может с колайдером и пронесет ( а может и нет.
Даже если вероятность для "нет" равна 1/ на энергию частиц в колайдере, то продолжать эту работу преступление. А для меня, не разбирающегося в физике элементарных частиц, главный показатель известный разброд среди теоретиков. Вспомните недавнюю численную работу ребят из Калифорнийского университета).
Я исхожу из простого соображения: на данном этапе развития физики человечество спокойно проживет еще 20-50 лет без прорывов в области элементарных частиц.
Еще ФТТ не полностью утилизировали (как там высотемператрная сверхпроводимость,
а сколько еще задач, которые сразу с экспериментального стенда уйдут на заводы и действительно сделают жизнь более приятной. Самое главное их решения все ждут). Поэтому не надо спешить, не надо больших скачков. Поднимайте понемногу энергию и отрабатывайте теорию до того уровня, когда гипотезы не станут аксиомами. Тогда и дальше можно поднять (на немного). Знаете, срабатывание закона перехода количества в качество бывает очень неприятным по последствиям и очень неожиданным по моменту срабатывания (Вы, люди с высшим образованием, живущие в России, смогли полностью оценить его работу по новейшей истории России.). А вообще то пора ООН брать на себя функции контроля за наукой. И не в смысле развития, а уже и сдерживания. Овечка Долли (двойник) сдохла. Но я на сто процентов
уверен, что на нашем шарике как минимум у 3-5 молодых ребят (по возрасту, но не по знаниям) руки чешутся сделать решающий эксперимент и посмотреть, что из этого получится.Дайте только денег на оборудование. А вот это страшно. Это промысел божий и человеку там не место (теорема Гельдера). Заканчиваю лепет дилетанта.
А все таки насколько гениальны Стругацкие! Ведь все, что обсуждаем (мораль и наука) они уже смоделировали. В частности, наиболее близка "Далекая радуга".
А вообще самое неприятное, что даже тараканов не останется.

[vvb]

JulijaP в сообщении #290415 писал(а):

vvb в сообщении #290351 писал(а):

В природе, в космических лучах в частности, встречаются частицы с гораздо более высокой энергией...

Да.
Рассмотрим три случая.
1. Два протона сталкиваются на коллайдере с энергиями по 1 ТэВ каждый.
2. Космический протон сталкивается с атмосферным.
3. В верхних слоях атмосферы сталкиваются два космических протона с энергиями, близкими к 1 ТэВ в ИСО Земли.

Вероятность события 3 чрезвычайно мала даже на космологических масштабах и этот пункт можно отбросить.

Для того чтобы пункт 2 соответствовал пункту 1, космический протон должен иметь энергию несколько тысяч ТэВ. Если созданная в этом столкновении частица является составной, то она будет иметь энергию связи, равную примерно 1 ТэВ, или меньше.

Почему именно "составная"?
Почему именно 1 ТэВ? Может, образуется очень массивная частица с массой, например 1000 ТэВ?

[JulijaP]

vvb в сообщении #290558 писал(а):

JulijaP в сообщении #290415 писал(а):

vvb в сообщении #290351 писал(а):

В природе, в космических лучах в частности, встречаются частицы с гораздо более высокой энергией...

Да.
Рассмотрим три случая.
1. Два протона сталкиваются на коллайдере с энергиями по 1 ТэВ каждый.
2. Космический протон сталкивается с атмосферным.
3. В верхних слоях атмосферы сталкиваются два космических протона с энергиями, близкими к 1 ТэВ в ИСО Земли.

Вероятность события 3 чрезвычайно мала даже на космологических масштабах и этот пункт можно отбросить.

Для того чтобы пункт 2 соответствовал пункту 1, космический протон должен иметь энергию несколько тысяч ТэВ. Если созданная в этом столкновении частица является составной, то она будет иметь энергию связи, равную примерно 1 ТэВ, или меньше.

Почему именно "составная"?
Почему именно 1 ТэВ? Может, образуется очень массивная частица с массой, например 1000 ТэВ?

Потому что страшна составная, способная превращать нашу материю в какую-то другую, к примеру, в странную, стоящую из равного количества кварков up, down, strange.

По поводу 1000 ТэВ.

Пункт 2 должен соответствовать пункту 1.
Столкновению протонов на коллайдере с энергиями по 1 ТэВ на протон соответствует столкновение покоящегося атмосферного протона с космическим протоном, имеющим в ИСО Земли энергию 2000 ТэВ.

В столкновении на коллайдере может родиться две составные частицы, к примеру, страпелька и антистрапелька. Пускай массы покоя страпельки и антистрапельки будут равны по 0,5 ТэВ. Пускай из области столкновения вышло излучение и т.п., унесшее энергию 1 ТэВ. Тогда полная энергия связи кварков в страпельке, и антикварков в антистрапельке тоже будет равна 1 ТэВ, или по 0,5 ТэВ на страпельку и атистрапельку.

Такая же страпелька может быть создана в столкновении 2. После создания она летит с такой же скоростью, как протон в коллайдере, то есть, её гамма-коэффициент будет тот же. Для ТэВ-ного протона на коллайдере гамма-коэффициент равен примерно тысяче, поскольку энергия покоя протона равна примерно 1 ГэВ, или 0,001ТэВ.
Тогда, страпелька летит, имея полую энергию, равную 500 ТэВ, но её полная энергия связи от этого не меняется. Протоны и антипротоны атмосферы летят её навстречу с энергиями по 1 ТэВ, а это больше, чем энергия связи. Значит, страпелька будет не расти, превращая их в странную материю, а разрушаться. Этого нельзя сказать о страпельке, которая может быть создана на коллайдере, поскольку коллайдерная страпелька может иметь сколь угодно малую скорость.

Сказанное справедливо не только для странной материи, но и для любой составной частицы. Поэтому уповать на космические лучи нет смысла.

[vvb]

JulijaP в сообщении #290577 писал(а):

Столкновению протонов на коллайдере с энергиями по 1 ТэВ на протон соответствует столкновение покоящегося атмосферного протона с космическим протоном, имеющим в ИСО Земли энергию 2000 ТэВ.

Почему? Чем отличается лабораторная ИСО коллайдера от ИСО Земли (с точностью до координат)?

JulijaP в сообщении #290577 писал(а):

Такая же страпелька может быть создана в столкновении 2. После создания она летит с такой же скоростью, как протон в коллайдере, то есть, её гамма-коэффициент будет тот же. Для ТэВ-ного протона на коллайдере гамма-коэффициент равен примерно тысяче, поскольку энергия покоя протона равна примерно 1 ГэВ, или 0,001ТэВ.
Тогда, страпелька летит, имея полую энергию, равную 500 ТэВ, но её полная энергия связи от этого не меняется. Протоны и антипротоны атмосферы летят её навстречу с энергиями по 1 ТэВ, а это больше, чем энергия связи. Значит, страпелька будет не расти, превращая их в странную материю, а разрушаться. Этого нельзя сказать о страпельке, которая может быть создана на коллайдере, поскольку коллайдерная страпелька может иметь сколь угодно малую скорость.

А какова вероятность того, что эта страпелька разрушится каким-либо протоном из космических лучей? Думаю, практически нулевая...

[JulijaP]

vvb в сообщении #291736 писал(а):

JulijaP в сообщении #290577 писал(а):

Столкновению протонов на коллайдере с энергиями по 1 ТэВ на протон соответствует столкновение покоящегося атмосферного протона с космическим протоном, имеющим в ИСО Земли энергию 2000 ТэВ.

Почему? Чем отличается лабораторная ИСО коллайдера от ИСО Земли (с точностью до координат)?

Энергия покоя протона $E_{pr}=1$ ГэВ.
Полная энергия $E=1$ ТэВ.
$\gamma = \frac{E}{E_p}=1000$
$v = \frac{1}{(1-1/\gamma^2)^{0.5}} = 0.9999995c$

Переходим к случаю 2.
Образовавшаяся страпелька летит со с такой же скоростью и c таким же $\gamma$.
Она образовалась в результате столкновения атмосферного протона, имеющего $v_1=0$, и космического, скорость которого будет:
$v_2 = \frac{2v_1}{1+(v_1^2)/c^2} = 0. 999 999 999 999 875 c$.
$\gamma_2 = 2000000$

Его полная энергия $E_2=2000$ ТеВ.

JulijaP в сообщении #290577 писал(а):

Такая же страпелька может быть создана в столкновении 2. После создания она летит с такой же скоростью, как протон в коллайдере, то есть, её гамма-коэффициент будет тот же. Для ТэВ-ного протона на коллайдере гамма-коэффициент равен примерно тысяче, поскольку энергия покоя протона равна примерно 1 ГэВ, или 0,001ТэВ.
Тогда, страпелька летит, имея полую энергию, равную 500 ТэВ, но её полная энергия связи от этого не меняется. Протоны и антипротоны атмосферы летят её навстречу с энергиями по 1 ТэВ, а это больше, чем энергия связи. Значит, страпелька будет не расти, превращая их в странную материю, а разрушаться. Этого нельзя сказать о страпельке, которая может быть создана на коллайдере, поскольку коллайдерная страпелька может иметь сколь угодно малую скорость.

А какова вероятность того, что эта страпелька разрушится каким-либо протоном из космических лучей? Думаю, практически нулевая...

Страпелька это составная сильно взаимодействующая капля.
Протон $p=uud$.
Нейтрон $n=udd$.
Страпелька $N(sud)$, где N - целое. При рождении N будет порядка 100, или больше.

Далее, если она родилась на коллайдере, она захватывает протоны и нейтроны, и разрушает их по схеме:

$N(sud)+uud=(N+1)(sud)+us^- = (N+1)(sud)+e^+ +$ гамма-кванты и нейтрино.
$(N+1)(sud)+udd=(N+2)(sud)+ds^- = (N+1)(sud)+$ гамма-кванты и возможно нейтрино.
...
лавинообразный взрыв.
...

Если же она родилась в результате столкновения космического протона и атмосферного, то она сразу разрушится на множество протонов, нейтронов, каонов и т.п.
Причина распада - превосходство энергии налетающих на неё атмосферных нуклонов над её энергией связи.

Аналогия: Что будет с ядром, если оно бомбардируется частицами с энергией порядка 1 ТэВ? Ответ очевиден - разрушение ядра.
Если же оно бомбардируется эВ-нейтронами и/или МэВ протонами, то (в общем случае)ядро будет расти.

К сведению: Завтра коллайдер будет готов к приему пучков.

[senior]

страшилок масса, а конкретной реакции, хотя бы в теории приводящей к образованию черной дыры, так и не приведено.
Кстати, нож в подворотне куда опасней БАКа, даже если не видно руки, его держащей.

[libra]

JulijaP в сообщении #291804 писал(а):

$N(sud)+uud=(N+1)(sud)+us^- = (N+1)(sud)+e^+ +$ гамма-кванты и нейтрино.
$(N+1)(sud)+udd=(N+2)(sud)+ds^- = (N+1)(sud)+$ гамма-кванты и возможно нейтрино.
...
лавинообразный взрыв.

А где возьмется энергия на лавину таких реакций: 200 МэВ на каждую?

[JulijaP]

libra в сообщении #292021 писал(а):

JulijaP в сообщении #291804 писал(а):

$N(sud)+uud=(N+1)(sud)+us^- = (N+1)(sud)+e^+ +$ гамма-кванты и нейтрино.
$(N+1)(sud)+udd=(N+2)(sud)+ds^- = (N+1)(sud)+$ гамма-кванты и возможно нейтрино.
...
лавинообразный взрыв.

А где возьмется энергия на лавину таких реакций: 200 МэВ на каждую?

К примеру так:
Энергия покоя протона 938 МэВ.
При его захвате и превращеии в странную материю треть этой энергии высвобождается (310 МэВ), а две трети (628 МэВ) идут на увеличение страпельки. Высвобождаемая энергия примерно соответствует энергии связи одного элемента $(uds)$ в страпельке $N(uds)$. Это было так, "к примеру".