Проводят ли эксперименты не по ускорению частиц, а замедлению?

599
3
0
25 сентября
15:24
сентябрь
2015

Да, но не в том смысле, в котором вы думаете.

У частиц космических лучей, таких как мезоны, протоны, нейтрино или более экзотические частицы, такие как частицы темной материи, энергии могут доходить до экстремальных величин. Так, у совсем недавно пойманных на IceCube нейтрино от блазара Mrk-421 (если я не ошибаюсь), энергии доходили до нескольких EeV (1e18) - arxiv.org это в миллион раз больше, чем на любом земном ускорителе.

Эти частицы поймать так просто невозможно, их сечение (читай - вероятность) взаимодействия весьма мала. Поэтому, чтобы увеличить вероятность, приходится увеличивать "число частиц" на гипотетическом пути энергичного нейтрино. Лучший способ - это вода, так как воды очень очень много. Поэтому фотоумножители (читай - детекторы) закапывают под лед на несколько километров, где вероятность взаимодействия очень высока. Тем самым детектируется результат взаимодействия этих энергичных космических нейтрино с частицами воды. Это не совсем торможение, но все же.

Если речь именно об искусственном замедлении частиц, то такие эксперименты делаются, но отнюдь не для изучения структуры элементарных частиц или электрослабых взаимодействий. Например быстрые заряженные частицы могут замедлять для получения тормозного излучения. Таким способом можно, например, получать лазер или что-то подобное. Если быстрые (очень быстрые) заряженные частицы внести в среду, где они будут двигаться быстрее скорости света (в этой среде), то будет получаться черенковское излучение, которое тоже интересно поизучать (хотя там уже все избито).

10
0
октябрь
2015

Когда-то экспериментально, сейчас уже глубоко практически, применяют замедление нейтронов, которые "рождаются" при делении тяжелых радиоактивных ядер (например Уран 235, Плутоний 239) в ядерных реакторах.

Почти основная часть (99.2 %) природных ресурсов Урана - это U 238, а для более качественной (с большей вероятностью взаимодействия нейтрона с ядром) реакции нужен пятый изотоп.

В реакторах уран-235 делится под действием низкоэнергетических нейтронов, при этом образуются новые ядра и новые нейтроны, имеющие высокую энергию (так называемые быстрые нейтроны). Вероятность поглощения ядром урана-235 (с последующим делением) теплового нейтрона гораздо выше, чем быстрого, поэтому нейтроны нужно замедлить. Это делается с помощью замедлителей, которым служит обычная вода. На её относительно легких ядрах, единичное рассеяние приводит к большей потери энергии нейтрона; а чем меньше скорость нейтрона, тем больше шанс провзаимодействовать с ядром, тем больше удельная мощность станции, тем больше лучше нам.

3
0
октябрь
2015

Замедление элементарных частиц позволяет создать хорошие условия для некоторых экспериментов:

1) Измерение воздействия гравитации на нейтроны. Пучок этих частиц замедлили до скоростей порядка метра в секунду. В пределах точности эксперимента - ускорение падения совпадает с расчётным, как для макроскопических тел

2) Получение и изучение антивещества - чтобы появились условия для создания антиатомов, нужно чтобы антипротоны и позитроны, которые рождаются с околосветовой скоростью, уменьшили её на порядки. Тогда удаётся получить миллионы атомов антиводорода и изучить их поведение

Владимир ШоминОтвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
1
0
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта