Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Копылов Г.И. -> "Всего лишь кинематика" -> 20

Всего лишь кинематика - Копылов Г.И.

Копылов Г.И. Всего лишь кинематика — Наука, 1981. — 176 c.
Скачать (прямая ссылка): vsegolishkinematika1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 14 15 16 17 18 19 < 20 > 21 22 23 24 25 26 .. 58 >> Следующая

действительно, на Серпуховском ускорителе появляется антивещество: в 1970
г. были замечены ядра аитигелия-3, в 1974 г.- ядра антитрития (еще
раньше, в 1965 г. на одном нз ускорителей в Америке обнаружили
антндейтроны). Долго им не
протянуть: они сталкиваются с атомамн вещества, происходят миниатюрные
атомные взрывы, заметные только в специальные приборы,- и все
превращается в мезоны, в излучение. Но физики успевают все это разглядеть
и изучить. Так таблица Менделеева начала достраиваться с другого конца -
не со стороны заура-новых элементов, а со стороны предводородных. (Если
54
двигаться от конца таблицы к началу, то число барионов в ядрах элементов
становится все меньше и меньше, У ядер лития их 6, у гелия 4, у водорода
1. Казалось бы,- все, мы дошли до предела. Но, подобно тому как на
градуснике откладывают температуры ниже нуля, можно условиться
откладывать "по ту сторону таблицы Менделеева" ядра с -1, -4, -б л т. д.
барнона.чн. Это будут ядра с ], 4, G н т. д. аптнбарпонамн - ядра
гштпводорода, аптпгелия, антнлнтня...) Так началось заполнение
"антнтаблпцы" Менделеева (рис. !0).
Впрочем, не надо думать, что Серпуховской ускоритель именно для этою и
построен. Пример этот приведен лишь для того, чтобы дать представление о
широте возможностей ускорителен.
На что способны два ускорителя
Другой большой ускоритель работает в Швейцарии, близ Женевы, у самой
французской границы. Когда его строили, он был самым большим в мире - на
25 ГэВ. Теперь он уже не самый большой. Физики европейского центра
ядерных исследований (сокращенно ЦЕРИ; это ему принадлежит ускоритель) не
могли с этим примириться. Так родился проект ускорителя на встречных
пучках. Предложили рядом с действующим ускорителем, но по другую сторону
границы соорудить еще больший кольцевой канал - так называемое
накопительное кольцо (рис, 11). Ускоренные протоны с двух сторон
впрыскиваются в кольцо. В кольце получаются два протонных хоровода,
вращающихся навстречу друг другу, не касаясь. По мере работы ускорителя
все новые порции ускоренных протонов впрыскиваются в накопитель. Когда
этих "эмигрантов" набирается достаточно много, хороводы наводят друг на
друга и в восьми точках их пересечения (кольца не совсем круглые)
начинаются интенсивные столкновения пар прото-нон. Восемь точек
пересечения лучше одной потому, что это дает возможность установить в
восемь раз больше регистрирующих приборов.
Давайте прикинем, к каким последствиям могут привести эти "столкновения
на франко-швейцарской границе". Опять, как и прежде, представим себе, что
в момент столкновения двух протонов с энергиями по 25 ГэВ каждый вначале
образуется фиктивная части-
55
ца О, которая немедленно распадается. О количестве рождаемых в распаде
частиц можно, как мы знаем, судить по массе покоя т0 начальной частицы
(их суммарная масса не должна ее превосходить). Значит, нам нужно найти
только т0- Напишем же законы сохранения в нашей, т, е. лабораторной,
системе отсчета.
Рис. II. Схема переустроПстиз ускорителя и ЦЕРНе.
/ - старый ускоритель. 2 - место дли хоронодои (накопительное кольцу, 3 -
точки (псего их роегчиь}" тде происходит столкновении-
Импульсы протонов из встречных хороводов в момент удара равны по
величине, но противоположны по направлению. Тогда их сумма, т. е. импульс
фиктивной частицы О, будет равна нулю. Значит, частица О покоятся. Таким
образом, ее энергия - это и есть ее масса покоя. Чему же она равна? Сумме
энергий двух столкнувшихся протонов. Если равны их импульсы, то равны н
энергии. Итак, масса фиктивной частицы просто вдвое больше номинальной
энергии ускорителя:
т" -50 ГэВ.
Это очень большая энергия, ее хватило бы даже на создание антикислорода,
В одном ускорителе на 70 ГэВ создается запас энергии 11,6 ГэВ, а в двух
встречных пучках по 25 ГэВ -запас 50 ГэВ. Какому же обычному ускорителю
соответствует такой "ускоритель с приставкой"? Если энергия обычного
равна х, то идущий в ход запас создаваемой им энергии, как мы знаем,
равен та = У2т* + 2тх. Мы хотим знать, при каком х это
56
m" будет равно 2Е - удвоенной энергии сдвоенного ускорителя.
Приравняв 2Е и т", найдем, что
2т*+2тх~4Е*,
2тх=4Е*-2т*,
х=2^-т, или, отбросив малую величину т, получим
Если ?=25 ГэВ, то х=2-625/0,94=1330 ГэВ. Ускоритель на 25 ГэВ с
приставкой равнозначен по своим возможностям обычному ускорителю на 1330
ГэВ. Все эти чудеса достигаются за счет того, что 1330 Гэв - это энергия,
которая проносится мимо нас, а создание двух встречных пучков дает нам
возможность сразу получать 50 ГэВ энергии, которую можно полностью
потратить на создание новых частиц.
Сейчас проект ЦЕРНа уже осуществлен, встречные пучки протонов - по 30 ГэВ
в каждом - рассказали много интересного о столкновениях в области 1500
ГэВ.
У нас в Сибири
2 Е*
Посмотрим еще раз на формулу х - - .
Ясно, что чем меньше масса сталкивающихся частиц, тем больше выигрыш в
энергии. Поэтому в разных странах построены ускорители на встречных
Предыдущая << 1 .. 14 15 16 17 18 19 < 20 > 21 22 23 24 25 26 .. 58 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed