Fisikawan menangkap hantu 4D yang sulit ditangkap dalam akselerator partikel CERN

Ada hantu yang menghantui terowongan akselerator partikel CERN.

Dalam Sinkronisasi super protonTerakhir, fisikawan telah mengukur dan menghitung jumlah struktur tak kasat mata yang dapat mengalihkan jalur partikel yang terkandung di dalamnya, dan menimbulkan masalah bagi penelitian partikel.

Hal ini digambarkan terjadi di Ruang panggungYang dapat mewakili satu atau lebih keadaan dari sistem yang bergerak. Karena diperlukan empat keadaan untuk merepresentasikan struktur, peneliti memandangnya sebagai empat dimensi.

Struktur ini adalah hasil dari fenomena yang dikenal sebagai gemaMampu mengukur dan mengukurnya membawa kita selangkah lebih dekat dalam memecahkan masalah global terkait akselerator partikel magnetik.

“Dengan gema ini, yang terjadi adalah partikel tidak mengikuti jalur yang kita inginkan dan kemudian terbang menjauh dan tersesat.” kata fisikawan Giuliano Franchitti ke GSI Di Jerman. “Hal ini menurunkan kualitas sinar dan mempersulit pencapaian parameter sinar yang diinginkan.”

Resonansi terjadi ketika dua sistem berinteraksi dan melakukan sinkronisasi. Ini bisa menjadi gaung yang muncul di antara keduanya Orbit planet Saat mereka berinteraksi dengan gravitasi dalam perjalanan mengelilingi bintang, atau garpu tala, mereka mulai berputar Lingkaran simpatik Ketika gelombang suara dari garpu tala lain bertabrakan dengan giginya.

Penggunaan akselerator partikel Magnet yang kuat Itu menghasilkan medan elektromagnetik untuk mengarahkan dan mempercepat pancaran partikel ke tempat yang diinginkan fisikawan. Berdering Hal ini dapat terjadi pada akselerator karena cacat pada magnet, sehingga menciptakan struktur magnet yang berinteraksi dengan partikel dengan cara yang bermasalah.

Semakin banyak derajat kebebasan yang ditunjukkan suatu sistem dinamis, semakin kompleks deskripsi matematisnya. Partikel yang bergerak melalui akselerator partikel biasanya digambarkan hanya dengan menggunakan dua derajat kebebasan, yang mencerminkan dua koordinat yang diperlukan untuk menemukan suatu titik pada kotak datar.

Mendeskripsikan struktur di dalamnya memerlukan pemetaan menggunakan fitur tambahan dalam ruang fase lebih dari sekadar dimensi atas-bawah dan kiri-ke-kanan; Artinya, diperlukan empat parameter untuk memetakan setiap titik dalam ruang.

ini, Kata penelitiadalah sesuatu yang dapat dengan mudah luput dari intuisi teknik kita.

“Dalam fisika akselerator, pemikiran sering kali hanya berada pada satu tingkat.” kata Franchitti. Namun, untuk memetakan resonansi, berkas partikel harus diukur pada bidang horizontal dan vertikal.

Kedengarannya mudah, tetapi jika Anda terbiasa memikirkan sesuatu dengan cara tertentu, mungkin diperlukan upaya untuk berpikir out of the box. Memahami efek resonansi pada berkas partikel memerlukan waktu beberapa tahun, serta beberapa simulasi komputer besar-besaran.

Namun, informasi ini membuka jalan bagi Franchitti, bersama fisikawan Hannes Bartosek dan Frank Schmidt dari CERN, untuk akhirnya mengukur anomali magnetik.

Dengan menggunakan monitor posisi berkas sinar di sepanjang Super Proton Synchrotron, mereka mengukur posisi partikel pada sekitar 3.000 berkas. Dengan mengukur secara tepat di mana partikel-partikel itu berpusat, atau dibelokkan ke satu sisi, mereka mampu membuat peta resonansi yang mengejar akselerator.

“Apa yang membuat penemuan terbaru kami begitu istimewa adalah ia menunjukkan bagaimana partikel individu berperilaku dalam resonansi ganda.” kata Bartosek. “Kami dapat menunjukkan bahwa hasil eksperimen konsisten dengan prediksi berdasarkan teori dan simulasi.”

Langkah selanjutnya adalah mengembangkan teori yang menjelaskan bagaimana partikel individu berperilaku dengan adanya resonansi akselerator. Para peneliti mengatakan hal ini pada akhirnya akan memberi mereka cara baru untuk mengurangi degradasi sinar dan mencapai sinar resolusi tinggi yang diperlukan untuk eksperimen percepatan partikel saat ini dan masa depan.

Penelitian tim telah dipublikasikan di Fisika alam.