Говорят в БАК можно создать температуру 10 триллионов градуса. Но что происходит с этой температурой? Как учёные это измерили? Почему мы всё ещё живы?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
0
3 ответа
Поделиться

Есть такое состояние вещества, называемое Кварк-глюонной плазмой (КГП), которое существует только при чрезвычайно высокой температуре и плотности и описывается в рамках Квантовой ХромоДинамики. Считается, что КГП состоит из асимптотически свободных сильно взаимодействующих кварков и глюонов. Предполагается, что через несколько миллисекунд после Большого взрыва, известного как эпоха кварков, Вселенная находилась в состоянии КГП.

Кварк-глюонная плазма с температурой в 4 триллиона градусов впервые была получена экспериментально в релятивистском коллайдере тяжёлых ионов (RHIC, Брукхейвен, 2005). Максимальную температуру КГП — свыше 10 триллионов градусов, получили в ноябре 2010 года на БАК.

Время существования кварк-глюонной плазмы — миллиардные доли секунды. Она нестабильна. Её невозможно удержать. Радиоактивно распадется на стабильные частицы через адронизацию. Произведённые адроны или их продукты распадов могут быть затем обнаружены и по ним определяются термодинамические параметры КГП в том числе и температура. 

Почему мы всё ещё живы? Никакой угрозы и опасности они не представляют из-за ничтожно малого их количества, получаемого на ускорителях. Кроме того, для сравнения, температура кварк-глюонной жидкости внутри протона порядка 1 триллиона градусов и это у всех протонов во Вселенной, включая протоны в атомах вашего тела. Пока это никому вреда не принесло в том числе и автору вопроса. Так что можно спать спокойно.

10
0

Кстати минусовую вот сложней замерить.

0
Ответить

Александр, почему?

0
Ответить
Прокомментировать

Это говорят для сенсации. Температура - это макропараметр, она имеет смысл для некоторого макроколичества вещества, а в БАКе разряженные потоки частиц, количество которых на много-много порядков меньше, чем в веществе, которое, грубо говоря, "можно пощупать руками". Для таких потоков невозможно определить температуру, недостаточно статистики. Отдельные частицы характеризуются энергией. Когда говорят про температуру сталкивающихся частиц 140 триллионов градусов или сколько там, то имеется в виду, что если бы у нас было макроколичество вещества, частицы которого обладают такой средней энергией, то температура этого вещества была бы в районе вот таких вот леденящих душу значений.

Теперь про то, почему мы все еще живы и нас не спалило в пепел протонами из коллайдера. Это опять про количество вещества. Когда мы говорим про температуру столько-то градусов, мы интуйтивно подразумеваем некоторое тело видимых масштабов с такой температурой. Так вот, если бы так было со 140 трлн градусов, то мы бы и сгорели, но речь идет о несравненно меньших количествах. Дело в том, что нагреваемся или остываем мы не от разницы температур с телом, с которым мы контактируем, а от количества передаваемой/отнимаемой энергии. Нагреватель с вентилятором, спираль которого находится при 300-400 С, нагревает комнату значительно сильнее и быстрее, чем спичка, температура пламени которой около 1000 С, поскольку мощность, то есть, количество передаваемой энергии за единичное время, у нагревателя во много раз больше. Хотя разница температур и меньше.

И 140 трлн или 140 000 трлн градусов не должны нас смущать, поскольку речь идет о штуках частиц. А в нашем обыденном масштабе мы имеем дело с объектами, количество частиц в которых составляет единицы-десятки молей. А моль - это 6*10^23 штук частиц. И это настолько огромная цифра, что она съест разницу в энергиях частиц, составляющих поток в БАК, и частиц, составляющих наши "обычные" предметы, и в триллионы и в тысячи триллионов раз. Поскольку количество передаваемой энергии от одной частицы при 140 000 трлн градусов будет меньше, чем от 10^23 частиц при 100 градусах (то есть примерно 18 мл кипящей воды), грубо говоря,   в 10 трлн. раз. 

Я точно не знаю, сколько там частиц в потоках, но подозреваю, что речь идет о миллиардах-триллионах штук. Вряд ли намного больше. Плюс, понятно, что это импульсная вещь, то есть, какое-то количество таких "сгустков" выпускают через некие интервалы времени. Ну и, соответственно, можете примерно узнать, насколько один эксперимент в БАК нагревает окружающую среду. Примерно как стакан кипятка (мои оценки очень грубые, только для того, чтобы было очевидно, какой порядок величин, может и как 0.1 мл кипятка, а может и как 100 л кипятка, за такое поручиться не могу, но точно не ядерный взрыв и т.п.). 

Думаю, планета выдержит такое :)

1
-1
Прокомментировать

Маловато будет. Давайте проверим. Энергия столкновения встречных протонов в БАКе равна 14 ТэВ. А 1 эВ соответствует 10^4 К (ведь температура - это энергия, приходящаяся на одну частицу вещества, если грубо). Перемножая, получаем: (14*10^12)*(10^4) = 1.4*10^17 К.

Это не 10 триллионов, а 140000 триллионов градусов.

Измеряют, естественно, не температуру, а энергию, соответствующую этой температуре. Это делается специальным приборами - калориметрами. Про их устройство можно почитать вот здесь: https://elementy.ru/LHC/HEP/study/detecting .

А как это может повлиять на нашу жизнь? Огромная температура возникает в очень маленьком объёме на очень короткое время. И это довольно глубоко в тоннеле под землёй где-то в Швейцарии.

Владимир Замятинотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
2
-3

Большого Адронного Коллайдера в реальной жизни не существует. Нам Запад придумал очередную сказку, наподобие планеты Нибиру и полёта на Луну.

-4
Ответить

Скажите, а вы умеете решать линейные дифференциальные уравнения?

+1
Ответить

Я хорошо училась в школе. Но вы никак не сможете опровергнуть мой ответ.

-1
Ответить
Ещё 7 комментариев

Я хорошо училась в школе. 

Это не проблема. Школьная программа, вообще говоря, рассчитана так, чтобы с ней справился почти умственно отсталый.

Но вы никак не сможете опровергнуть мой ответ.

И не собираюсь. За кого вы меня принимаете???

Но вы не ответили на вопрос. Для хорошо учившейся это странно.

0
Ответить

Вы отклонились от темы. Здесь обсуждают не моё образование, а БАК. Вот и отвечайте на вопрос.

0
Ответить

Вы отклонились от темы. Здесь обсуждают не моё образование, а БАК. Вот и отвечайте на вопрос.

0
Ответить

На вопрос я ответил. Вы же, видимо, прочитали ответ. Других вопросов пока не поступало.

А вот вы на вопрос не ответили. Вы сделали некоторое заявление. Вот я и хочу узнать, насколько вы компетентны, чтобы подобные заявления делать.

Так будет ответ? Умеете ли вы решать линейные дифференциальные уравнения?

+1
Ответить

Я много чего умею, но с вами обсуждать свои знания не буду. Все ваши уравнения - это сплошная фантазия. Ещё раз утверждаю, что БАК не существует. 

-1
Ответить

Я много чего умею, но с вами обсуждать свои знания не буду. Все ваши уравнения - это сплошная фантазия. Ещё раз утверждаю, что БАК не существует. 

-3
Ответить

Нет, не так. Это я с вами ваши знания обсуждать не буду. Потому что нельзя обсуждать то, чего нет. И "Грешно смеяться над больными людьми" (Кавказская пленница).

Утверждайте всё, что вам угодно. Толку-то...

+1
Ответить
Автор удалил свой комментарий

А Владимиру и не надо опровергать. Ваш ответ уже фуфло, т.к, состоит лишь из слов, не подкрепленных доказательствами.

0
Ответить
Ещё 1 комментарий

В расчетах Владимира Замятина вкралась ошибка. Температура по определению это характеристика термодинамической системы. Два протона летящие друг на друга с энергиями 7 ТэВ ни в каком приближении (даже в грубом) не являются термодинамической системой. 

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить