Los físicos capturan un esquivo fantasma 4D en el acelerador de partículas del CERN

Hay un fantasma rondando los túneles del acelerador de partículas del CERN.

En el Sincrotrón de superprotonesFinalmente, los físicos han medido y cuantificado la cantidad de estructura invisible que puede desviar el camino de las partículas contenidas en ella y crear problemas para la investigación de partículas.

Se ha descrito que ocurre en Espacio escénicoLos cuales pueden representar uno o más estados de un sistema en movimiento. Dado que se necesitan cuatro estados para representar la estructura, los investigadores la ven como de cuatro dimensiones.

Esta estructura es el resultado de un fenómeno conocido como ecoPoder medirlos y medirlos nos acerca un paso más a la solución de un problema global relacionado con los aceleradores de partículas magnéticas.

“Con estos ecos lo que pasa es que las partículas no siguen exactamente el camino que queremos y luego salen volando y se pierden”. dice el físico Giuliano Franchitti a GSI En Alemania. «Esto degrada el haz y dificulta alcanzar los parámetros deseados».

La resonancia ocurre cuando dos sistemas interactúan y se sincronizan. Podría ser un eco emergente entre Órbitas planetarias A medida que interactúan con la gravedad en su viaje alrededor de una estrella, o diapasón, comienzan a girar. Bucle simpático Cuando las ondas sonoras de otro diapasón chocan con sus dientes.

Uso de aceleradores de partículas. Imán fuerte Que generan campos electromagnéticos para dirigir y acelerar haces de partículas hacia donde los físicos quieren que vayan. El sonar Pueden ocurrir en un acelerador debido a defectos en el imán, creando una estructura magnética que interactúa con las partículas de maneras problemáticas.

Cuantos más grados de libertad exhibe un sistema dinámico, más compleja se vuelve su descripción matemática. Las partículas que se mueven a través de un acelerador de partículas generalmente se describen usando solo dos grados de libertad, lo que refleja las dos coordenadas necesarias para ubicar un punto en una cuadrícula plana.

READ  ¿Cómo se hace girar una onda de sonido? golpearla con un tubo

Describir las estructuras allí requiere mapearlas utilizando características adicionales en el espacio de fase más allá de las dimensiones de arriba a abajo y de izquierda a derecha; Es decir, se necesitan cuatro parámetros para mapear cada punto en el espacio.

este, Los investigadores dicenes algo que puede eludir fácilmente nuestras intuiciones de ingeniería.

La estructura de resonancia 4D medida por investigadores del Super Proton Synchrotron. (H. Bartosek, J. Franchitti y F. Schmidt, Física de la naturaleza2024)

«En la física de aceleradores, el pensamiento suele estar en un solo nivel». Franchitti dice. Sin embargo, para mapear la resonancia, el haz de partículas debe medirse en los planos horizontal y vertical.

Suena sencillo, pero si estás acostumbrado a pensar en algo de cierta manera, puede que requiera un esfuerzo pensar fuera de lo común. Comprender los efectos de la resonancia en el haz de partículas llevó algunos años, así como algunas simulaciones masivas por computadora.

Sin embargo, esta información abrió el camino para que Franchitti, junto con los físicos Hannes Bartosek y Frank Schmidt del CERN, midieran finalmente la anomalía magnética.

Utilizando monitores de posición de haces a lo largo del Super Proton Synchrotron, midieron la posición de las partículas de unos 3.000 haces. Al medir con precisión dónde estaban centradas o desviadas las partículas hacia un lado, pudieron crear un mapa de la resonancia que persigue al acelerador.

«Lo que hace que nuestro último descubrimiento sea tan especial es que muestra cómo se comportan las partículas individuales en doble resonancia». Bartosek dice. «Podemos demostrar que los resultados experimentales son consistentes con lo que se predijo basándose en la teoría y la simulación».

El siguiente paso es desarrollar una teoría que describa cómo se comportan las partículas individuales en presencia de resonancia del acelerador. Los investigadores dicen que esto les brindará en última instancia una nueva forma de mitigar la degradación del haz y lograr los haces de alta resolución necesarios para los experimentos de aceleración de partículas actuales y futuros.

READ  La NASA rastrea agujeros negros supermasivos en su ciclo de colisión

La investigación del equipo ha sido publicada en Física de la naturaleza.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *