22.02.2019 08:00
SLY_G 58 12500 Источник


Детектор частиц ATLAS на БАК в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве, Швейцария. БАК, построенный внутри подземного туннеля окружностью в 27 км, является крупнейшим и мощнейшим ускорителем частиц и крупнейшей машиной в мире. Но он способен записывать лишь малую долю собираемых им данных.

В Большом адронном коллайдере протоны одновременно кружатся по часовой и против часовой стрелки, и сталкиваются друг с другом, двигаясь при этом со скоростью, составляющей 99,9999991% от скорости света. В двух точках, где по схеме должно происходить наибольшее количество столкновений, построены огромные детекторы частиц: CMS и ATLAS. После миллиардов и миллиардов столкновений, произошедших на таких огромных энергиях, БАК позволил нам продвинуться дальше в нашей охоте за фундаментальной природой Вселенной и пониманием элементарных строительных блоков материи.

В сентябре прошлого года БАК отметил 10 лет своей работы, открыв бозон Хиггса, что стало его главным достижением. Но, несмотря на эти успехи, на нём не было обнаружено никаких новых частиц, взаимодействий, распадов или новой фундаментальной физики. А что хуже всего – большая часть данных, полученных с БАК, навсегда теряется.


Коллаборация CMS, чей детектор перед финальной сборкой можно видеть на фото, выпустила наиболее полные результаты своей работы. В них нет никаких признаков физики, выходящей за пределы Стандартной модели.

Это одна из самых непонятных загадок в физике высоких энергий, по крайней мере, для простых людей. БАК не просто утерял большую часть данных: он потерял невероятные 99,997% из них. Именно так: из каждого миллиона столкновений, происходящих на БАК, остаются записи, касающиеся только порядка 30.

Это происходит по необходимости, из-за ограничений, налагаемых законами природы, а также способностями современных технологий. Но этому решению сопутствует ощущение страха, усиливающееся из-за того факта, что кроме ожидаемого бозона Хиггса ничего более открыто не было. Страх состоит в том, что существует новая физика, ждущая, что её откроют, но мы пропустили её, выбросив все нужные данные.


Событие-кандидат на четыре мюона в детекторе ATLAS. Следы мюонов и антимюонов показаны красным, а долгоживущие мюоны проделывают более длинный путь, чем любые другие нестабильные частицы. Это интересное событие, но на каждое записанное событие приходится миллион отброшенных.

Но у нас не было выбора. Что-то всё равно пришлось бы отбрасывать. БАК работает, ускоряя протоны до скорости, близкой к световой, запуская их в противоположных направлениях и сталкивая их друг с другом. Так у ускорителей частиц получалось лучше всего работать уже несколько поколений. Согласно Эйнштейну, энергия частицы является комбинацией её массы покоя (которую вы, возможно, узнаете, как E = mc2), и энергии движения, также известной, как кинетическая. Чем быстрее вы двигаетесь – или, точнее, чем сильнее вы приближаетесь к скорости света – тем большую энергию частицы вы можете получить.

На БАК мы сталкиваем протоны на скоростях 299 792 455 м/с, всего 3 м/с не дотягивая до скорости света. Сталкивая их на таких высоких скоростях, когда они двигаются в противоположную сторону, мы делаем возможным существование частиц, которые не могли бы появиться в иных условиях.


Внутренности БАК, где протоны летят на скоростях 299 792 455 м/с, всего 3 м/с не дотягивая до скорости света.

Причина в следующем: все частицы (и античастицы) создаваемые нами, обладают определённым количеством присущей им энергии в виде массы покоя. При столкновении двух частиц часть этой энергии должна перейти к отдельным компонентам этих частиц, в их энергию покоя и в кинетическую энергию (т.е. энергию движения).

Но если энергии будет достаточно, часть её может пойти на производство новых частиц! Вот тут уравнение E = mc2 становится интереснее: дело не только в том, что всем частицам массы m присуща энергия E, но и в том, что при достаточном количестве доступной нам энергии мы можем создать новые частицы. На БАК человечество достигло больших энергий в столкновениях, породивших новые частицы, чем любая другая лаборатория в истории.


Физики искали на БАК признаки огромного количества вариантов потенциально новой физики, от дополнительных измерений и тёмной материи до суперсимметричных частиц и микроскопических чёрных дыр. Но несмотря на все данные, собранные в этих столкновениях на высоких энергиях, свидетельств этих сценариев так и не нашли.

На каждую частицу приходится примерно 7 ТэВ энергии, то есть каждый протон получает кинетическую энергию, в 7000 раз превышающую свою энергию покоя. Однако столкновения происходят редко, а протоны не просто крохотные – они по большей части пустые. Для увеличения вероятности столкновения нужно брать больше, чем один протон за раз; протоны впрыскиваются группами.

Это означает, что на полной мощности внутри БАК во время его работы по часовой и против часовой стрелки носится множество небольших групп протонов. Длина туннелей БАК составляет примерно 26 км, и каждую группу протонов разделяет всего 7,5 м. Эти протонные лучи сжимаются перед взаимодействием в центральной точке каждого детектора. И каждые 25 наносекунд появляется шанс на столкновение.


Детектор CMS в ЦЕРН – один из двух наиболее мощных детекторов из когда-либо созданных. В среднем каждые 25 наносекунд в его центре сталкиваются новые группы частиц.

Так что же делать? Рассчитывать на небольшое количество столкновений и записывать каждое из них? Это будет огромной тратой энергии и потенциальных данных.

Вместо этого мы накачиваем достаточно много протонов в каждую группу, и каждый раз при столкновении лучей мы получаем хорошие шансы на столкновение частиц. И каждый раз при таком столкновении частицы рвутся во все стороны внутри детектора, запуская сложную электронику и схемы, позволяющую нам воссоздать, что было создано, когда и в каком месте детектора. Это похоже на гигантский взрыв, и только измерив все кусочки шрапнели, вылетевшие из него, мы можем воссоздать произошедшее (и те новые вещи, что мы создали) в момент вспышки.


Событие с бозоном Хиггса в CMS на БАК. Энергия этого эффектного столкновения на 15 порядков меньше планковской, но именно точные измерения детектора позволяют нам воссоздать, что произошло в точке столкновения.

Однако, здесь возникает проблема сбора и записи всех данных. Детекторы крупные сами по себе: CMS размером 22 м, а ATLAS – 46 м. В любой момент внутри CMS возникают частицы, происходящие из трёх разных столкновений, а в ATLAS – из шести. Чтобы записать данные, необходимо сделать два шага:

  1. Данные нужно перенести в память детектора, ограниченную скоростью электроники. Хотя электрические сигналы перемещаются почти со скоростью света, мы можем «запомнить» только примерно одно из пятисот столкновений.
  2. Данные в памяти нужно записать на диск (или другой постоянный носитель), а это происходит гораздо медленнее, чем запись данных в память. Приходится решать, что хранить, а что выбросить.



Схематическая диаграмма того, как в систему поступают данные, запускают датчики, проходят анализ и отправляются на постоянное хранение. Это диаграмма для ATLAS, она немного отличается от диаграммы для CMS.

Мы используем некоторые трюки для того, чтобы гарантировать выбор событий с умом. Мы сразу же изучаем многие факторы столкновений, чтобы определить, стоит ли изучить их тщательнее или нет: это то, что мы называем триггером. Проходя триггер, мы попадаем на следующий уровень. (Также сохраняется малая толика данных, не прошедших триггер, просто на случай появления интересного сигнала, для которого мы не подумали сделать триггер). Затем применяется второй слой фильтров и триггеров; если событие оказывается достаточно интересным для его сохранения, оно поступает в буфер, чтобы гарантировать его запись на носитель. Мы можем гарантировать, что любое отмеченное «интересным» событие сохраняется, вместе с небольшой долей неинтересных событий.

Поскольку оба этих шага необходимы, мы можем сохранить лишь 0,003% для дальнейшего анализа.


Кандидат на бозон Хиггса в детекторе ATLAS. Даже с явными признаками и идущими поперечно треками, видно наличие огромного количества других частиц; всё оттого, что протоны – частицы составные. Это так работает только потому, что Хиггс придаёт массу фундаментальным составляющим этих частиц.

Откуда нам знать, что мы сохраняем нужные части информации? Те, в которых с наибольшей вероятностью записано создание новых частиц, видно важность новых взаимодействий, наблюдается новая физика?

При столкновении протонов по большей части рождаются нормальные частицы – в том смысле, что они состоят почти полностью из верхних и нижних кварков. (Это такие частицы, как протоны, нейтроны и пионы). Большая часть столкновений проходит вскользь, то есть, большая часть частиц столкнётся с детектором по или против направления движения.


Ускорители частиц на Земле, такие, как БАК в ЦЕРН, могут разгонять их до скорости, очень близкой к световой, но всё же, не достигающей её. Протоны – составные частицы, и из-за движения со скоростью, близкой к световой, после столкновений рассеивание новых частиц идёт по или против направления движения, а не поперёк.

Поэтому на первом шаге мы пытаемся изучать следы частиц относительно высоких энергий, идущие в поперечном направлении, а не вперёд или назад по ходу движения лучей. Мы пытаемся записать в память детектора события, у которых, по нашему мнению, есть наибольшее количество свободной энергии E для создания новых частиц наивысшей возможной массы m. Затем мы быстро сканируем то, что попало в память детектора, чтобы узнать, стоит ли записывать эти данные на диск. Если да, эти данные можно ставить в очередь на постоянное хранение.

В итоге каждую секунду можно сохранить по 1000 событий. Это число может показаться большим – но учтите, что каждую секунду сталкивается порядка 40 000 000 групп протонов.


Следы частиц, появляющиеся благодаря столкновениям с высокими энергиями – снимок с БАК 2014 года. Только одно из 30 000 подобных столкновений записано и сохранено, большая часть потеряна.

Мы думаем, что поступаем умно, выбирая и сохраняя именно то, что сохраняем, но мы не можем быть уверенными на 100%. В 2010 году дата-центр ЦЕРН достиг невероятной вехи: 10 петабайт данных. К концу 2013 года он содержал уже 100 петабайт, в 2017 была пройдена отметка в 200 петабайт. Но при всех этих объёмах мы знаем, что выбросили – или не смогли записать — в 30 000 раз больше данных. Мы могли бы собрать сотни петабайт, но мы отказались и потеряли навсегда многие зеттабайты данных: это больше данных, чем весь интернет создаёт за год.


Общее количество данных, собранное на БАК, серьёзно опережает всё количество данных, отправленных и полученных через интернет за последние 10 лет. Но только 0,003% этих данных было записано и сохранено; всё остальное навсегда потеряно.

В высшей степени вероятно, что БАК создал новые частицы, увидел свидетельства новых взаимодействий, наблюдал и записал все признаки новой физики. Также из-за нашей неосведомлённости о предмете поисков, возможно, что мы всё это выкинули, и продолжаем так поступать. Кошмар об отсутствии физики за пределами Стандартной модели становится реальностью. Однако реальный кошмар состоит во вполне правдоподобной возможности того, что новая физика существует, мы построили идеальную машину для её поисков, нашли её, но так и не осознали этого, из-за принятых нами решений и предположений. Реальный кошмар состоит в том, что мы обманываем себя, веря в Стандартную модель, только потому, что изучили 0,003% от имеющихся данных. Мы думаем, что приняли умное решение, сохраняя выбранные данные, но не можем быть уверены в этом. Возможно, что мы сами, не зная того, навлекли на себя этот кошмар.

Больше статей на научно-популярную тему вы сможете найти на сайте Golovanov.net. Читайте также: в чём состоит смысл жизни; почему не сработал план по искоренению мусора в Сан-Франциско; где обнаружились остатки нормальной материи во Вселенной, которые давно не могли найти; есть ли пространство и время; как ещё мы можем искать жизнь на других планетах; и серию статей по космологии "Спросите Итана".

Напоминаю, что проект существует только благодаря поддержке читателей (банковские карты, яндекс.деньги, вебмани, биткоины, да хоть как). Спасибо всем, кто уже оказал поддержку!

Теперь поддержать проект можно и через сервис автоматической подписки Patreon!

Комментарии (58)


  1. vesper-bot
    22.02.2019 11:54
    #19789336

    TL;DR нет.


  1. PikselPlus
    22.02.2019 12:35
    #19789568

    а может нет никакой другой физики?


    1. tundrawolf_kiba
      22.02.2019 13:05
      #19789774

      Есть, т.к. есть вещи, которые Стандартная Модель не объясняет. И теоретические, и наблюдаемые. Значит и должна быть теория, объясняющая эти проблемы. Но проблемы в том, что ни одна из гипотез о физике за пределами Стандартной модели пока не подтвердилась.


      1. ks0
        22.02.2019 13:07
        #19789796
        -1

        может бог просто кости кидает?


        1. knstqq
          22.02.2019 15:30
          #19790804
          +1

          ну этой гипотезе нужны доказательства, чтобы сделать из неё теорию и выделить область применения


          1. ks0
            22.02.2019 15:59
            #19791012

            а как, если по определению результат экспериментов будет непредсказуем, но будет списываться на недостаточное разрешение?


            1. c0f04
              22.02.2019 19:35
              #19792102

              Подобные гипотезы легко отбрасываются экспериментами. Вначале, нужно придумать эксперимент, т. е. уточнить гипотезу до практического применения (иначе это уже философия, а не наука). Далее результаты сравнивают с распределениями случайных чисел. Если график распределения похож на, например, на график нормального распределения, то гипотеза опровергнута.


        1. id_potassium_chloride
          22.02.2019 15:42
          #19790908

          Бог не играет в кости.
          А если без популярных цитат, то это всё же не бросание игральных костей


          1. ks0
            22.02.2019 16:01
            #19791022

            это если исходить из предположения, что законы лежат в самом основании мира… а если они чуть-чуть выше, а на фундаментальном уровне законов нет?


          1. vesper-bot
            22.02.2019 16:12
            #19791084

            Тут же вспоминается Альфа-Центавра: «Einstein would turn over in his grave. Not only does God play dice, the dice are loaded. — Chairman Sheng-ji Yang»


    1. Eagle_NN
      22.02.2019 13:06
      #19789792

      Полюбому есть, т.к. в рамках Стандартной модели есть необъясненные факторы.
      Я верю что полное описание «Полной модели» не произойдет никогда, т.к. для этого потребуется вся вселенная и все время. А введение новых моделей только будет до бесконечности «подсвечивать» необъяснимые области.
      Да, собственно, и сами модели нужны больше в прикладном смысле. Чтобы создавать что-то новое. И они не должны быть «полными», а просто необходимы и достаточны для текущих нужд.


    1. vav1st
      22.02.2019 13:15
      #19789850

      Я думаю этот спор не имеет смысла пока «мы» не научимся обрабатывать столь большой объем (утерянных) данных.


      1. Victor_koly
        22.02.2019 22:35
        #19792676

        А есть 1 проблема — следующий этап работы LHC — это много данных. Обработанные данные за 2017 год — это скажем 39.1 fb-1 с одного из упомянутых выше главных детекторов. Скажем с другого из этой пары детекторов точно обработали данные 14 года (Run 1) — 4.5 fb-1 на энергии 7 ТэВ и 20.3 fb-1 на энергии 8 ТэВ.
        За сеансы работы на энергии 13 ТэВ (Run 2 закончился в прошлом году, Run 3 запланировал на 21-23 год) в сумме все детекторы должны набрать пример но 500 fb-1.


    1. Comod
      22.02.2019 19:09
      #19791994
      -2

      Тут все предельно просто, поиск новой физики нужно начинать искать в головах ученых, перед этим разрушив догмы старой иначе никак.


  1. dipsy
    22.02.2019 13:56
    #19790076

    Объектив фотокамеры улавливает лишь 0,00000001% света, отражающегося от Здания. Значит ли это что Здание именно такое высокое, серое и квадратное, всё в окнах? Кто знает…


    1. Fedcomp
      22.02.2019 20:47
      #19792420

      Наверное некорректная аналогия.
      Вы предполагаете что там есть здание и направляете туда камеру. Вы не знаете из чего оно состоит или какой материал имеет потому что скорее всего вы его никогда не видели. Камера записывающая прилетающий свет не даст достаточных данных о теплопроводности неизвестного вам материала например.


      1. red_andr
        22.02.2019 23:26
        #19792814
        +3

        Аналогия состоит в том, что даже если бы камера улавливала бы 100% света, то это не дало бы принципиально больше информации, чем 0,00000001%. Мы точно также определили бы его цвет, число окон, высоту, размер кирпичей и так далее. И да, даже имея 100% данных нельзя было бы определить теплопроводность.


        1. Leozaur
          23.02.2019 03:12
          #19793162

          Мне кажется тут проблема не в том, что сохраняется лишь малый процент данных, а в том, что мы их отсеиваем не случайно, а целенаправленно. По определённым критериям отсеивается целый блок, потому что мы думаем, что нам это уже не интересно. Но вполне может быть что хотя по этим критериям и похоже на известные нам вещи, в непроанализированных частях могли быть какие-то отклонения от нашего понимания.

          Аналогия скорее должна быть что мы краем глаза глянули на снимок — «прямоугольник» — отбросили, прямоугольные дома нам не интересны. А может быть при более детальном изучении оказалось бы что в рамках этого прямоугольника вписаны намного более интересные формы.


          1. vesper-bot
            25.02.2019 14:36
            #19802752

            Там в тексте есть упоминание о том, что дальше проходят и некоторые данные, не прошедшие первый фильтр, т.е. доля нефильтрованных данных также сохраняется и потом подвергается анализу. В этом случае для того, чтобы заподозрить, что первый фильтр скрывает от ученых «новую физику», достаточно рассмотреть только те данные, которые фильтр не прошли, в поисках новых закономерностей (как я понимаю, флаг фильтра-1 где-то тоже сохранен — обратное было бы очень нелогично). В этом случае мы как раз получим 0.00001% от всего потока света, и по-хорошему его нам должно хватить на то, чтобы обнаружить слабые сигналы чего-то неизвестного, если они есть. Поэтому я первым комментом и написал «нет».


    1. Victor_koly
      22.02.2019 22:42
      #19792696

      При идеальном эксперименте мы должны «не увидеть» 1 фотон из 2 миллионов. Такие критерии ФЭЧ. Если мы точно знаем, что наш прибор мог точно измерить число фотонов, никакие «геометрические ограничения» не поглотили ни одного фотона, а мы увидели 1999995 фотонов — это открытие.


  1. dmitry_dvm
    22.02.2019 14:04
    #19790146

    Что будет если в то место, где сталкиваются частицы сунуть голову?


    1. mozgoverflow
      22.02.2019 14:19
      #19790280
      +1

      Будет так: человек, который сунул голову в ускоритель частиц


  1. alexhott
    22.02.2019 14:07
    #19790176

    299 792 455 м/с
    а нужна ли такая скорость
    если протоны движутся навстречу, каждый со скоростью 299 792 455 м/с относительно трубы.
    То их скорость относительно друг-друга, вроде как все равно не дотягивает до скорости света.
    Можно вполовину меньше ресурсов тратить.
    А если все же встречная скорость больше скорости света, то обломки новой физики застревают в сингулярности и мы их никогда не дождемся оттуда.


    1. dipsy
      22.02.2019 14:55
      #19790554
      +2

      вроде как все равно не дотягивает до скорости света
      Точно не дотягивает, 100%. Это я вам, как человек, ходивший в школе на уроки физики, говорю.


      1. Comod
        23.02.2019 01:40
        #19793070

        Это смотря откуда посмотреть, если бы вы сидели в одном из этих протонов, то тут нужно применить релятивистский закон сложения скоростей: (v1+v2)/(1+v1*v2). Но если вопрос поставить по другому через сколько времени встретятся два протона если отправятся на встречу друг другу из одного места в трубе, ответ очевиден — на двоих они преодолеют расстояние трубы вдвое быстрее чем если бы только один из них летел на встречу не подвижному другому, тоже самое касается и двух фотонов излученных в разные стороны, в вашей системе отсчета расстояние между фотонами растет в два раза быстрее света, и выше упомянутая формула здесь вообще не применима, так как оба фотона находятся в одной СО.
        А фронт вспышки света в одной точке и вовсе расширяется со скоростью с*2*пи, как и 3-мерная вселенная в 4-мерном гиперпространстве.


    1. old_gamer
      22.02.2019 15:26
      #19790764

      Вроде целью постройки БАК было получение более высоких энергий столкновений, чем на предыдущих коллайдерах. Зачем запускать его с вполовину меньшей энергией?


    1. ks0
      22.02.2019 16:03
      #19791034

      дело не в скорости, а в энергии
      при приближении к скорости света тела обладающего массой покоя его энергия стремиться к бесконечности, и потому скорость света для такого тела недостижима
      гораздо интереснее нет ли тел обладающих отрицательной массой, как следствие сверхсветовых, и двигающихся назад во времени? =)


      1. Alexey2005
        23.02.2019 00:48
        #19792998

        Чтобы быть сверхсветовым и двигаться назад во времени, масса должна быть не отрицательной, а вообще выражаться мнимым числом. Поэтому есть сильные сомнения в том, что такие частицы существуют.


    1. Antern
      23.02.2019 00:26
      #19792940

      Энергия-масса частицы растёт квадратично от скорости. В этом же весь смысл: столкновение частиц высоких энергий.


      1. Victor_koly
        23.02.2019 01:18
        #19793044

        Там немного не так, все же mc2 и пересчет в систему ЦМ. Не самая плохая идея — не только коллайдеры типа LHC на энергию 8 или 13 ТэВ на пару частиц, но и работал более скромный давно (основные результаты в годах 2000-06).
        Сталкивали протоны с электронами (318 ГэВ) и позитронами (300 ГэВ). Основное достижение — опосредованное изучение W-бозона («заряженные токи»), изучение матрицы связи u- и d-кварка с векторными бозонами, аксиально-векторной связи Z-бозона («нейтральные токи») с этими 2 кварками и т.д…
        Возможно потому, что указанная энергия на пару частиц превышала «3 массы векторного бозона», что условно я описываю как высокую вероятность столкновения «реального» кварка из состава протона с электроном/позитроном при энергии рождения «реального бозона»


  1. muhaa
    22.02.2019 15:35
    #19790842
    -1

    Кошмар об отсутствии физики за пределами Стандартной модели становится реальностью.
    Это еще не кошмар. Настоящий ужас можно испытать если разобраться какую физику за пределами стандартной модели физики надеются найти в БАК в самых радужных мечтах. Это просто еще более сложная математика на тех же принципах квантовой механики и прочих. Никаких новых полезных физических эффектов или возможностей, никакой новой картины мира.


    1. ks0
      22.02.2019 16:05
      #19791042

      а если мир описывается не математикой, ну че он, компьютерная симуляция, в самом-то деле?


      1. muhaa
        22.02.2019 16:21
        #19791136

        Суть моего сообщения была не в том, что физики делают что-то неправильно. Суть в том, что мир оказывается скучнее, чем нам хочется или чем может показаться пока не вникнешь в детали.


        1. Victor_koly
          22.02.2019 22:54
          #19792736

          Мир невероятно скучен.

          После обработки всей статистики Run 1
          image

          После обработки всех данных 2016 года:
          Сага с процессом топ-антитоп-хиггс подошла к концу: он тоже оказался стандартным

          Источник.


  1. Comod
    22.02.2019 19:23
    #19792046
    -1

    То есть вбухали кучу бабла в этот коллайдер и даже не в состоянии обработать ничтожную долю информации которую он дает и собираются еще большие коллайдеры строить.

    Страх состоит в том, что существует новая физика, ждущая, что её откроют, но мы пропустили её, выбросив все нужные данные.

    Не там ученые ищут «новую физику», ее нужно сперва в своих головах найти, а для этого нужно выбросить в утиль свои почти религиозные представления о физике «старой», но для этого нужно сперва выйти из общего «стада» и перестать мычать вместе с ним.


  1. Victor_koly
    22.02.2019 22:15
    #19792614

    Но, несмотря на эти успехи, на нём не было обнаружено никаких новых частиц, взаимодействий, распадов или новой фундаментальной физики.

    Обнаружены редкие распады мезонов и отклонения в вероятностях распадов. Обнаружен не только бозон Хиггса (предсказанная частица, но не обязательная в СМ), но и вполне обычные частицы (дважды очарованный барион с зарядом +2, 2017 год).
    А так, да. Кроме некоторых намеков Стандартная модель остается стандартной.


  1. DrAlec
    23.02.2019 00:26
    #19792934

    Физика неоткрытая есть, но ни БАК, ни новый коллайдер не помогут в ее открытии ;)


  1. KIRIDU
    23.02.2019 00:26
    #19792936

    Смотрел несколько фильмов про БАК.

    На БАК работают лучшие специалисты со всего мира, вероятность ошибок там сводится к минимуму и в проект вкладываются огромные деньги (Европа пытается догнать США в технологическом развитии, они целенаправленно вкладывают огромные деньги в науку).

    Теоретиков в проекте тоже полно, теорий прорабатывается огромное количество.


  1. huch
    23.02.2019 00:26
    #19792942

    а что-то мешает менять эти триггеры, например, после проведения 1000 однотипных экспериментов?


    1. Victor_koly
      23.02.2019 01:30
      #19793050

      Разобрать бандуру массой 7000 тонн или 14000 тонн? Может начнут модернизацию скоро.
      Например — второй детектор есть «просто» кремниевая матрица, почти ПЗС-сензор в фотоапарате, тут их 6000 на кв. см. То есть при такой плотности камера 60 Мп имела бы площадь 1 на 1 метров.


      1. huch
        23.02.2019 08:31
        #19793366

        Hасколько я понял, триггеры (большая часть их, как минимум) там программные. Ну или прошивкой задаются.


        1. Victor_koly
          23.02.2019 13:50
          #19794008

          Что-то Вы наверное напутали. Есть конечно какой-то микрокод, но наверное он вшит в очень постоянную память.
          Может я не понял Ваш изначальный вопрос. Если Вы предлагаете глобально переделать детектор, то возникнет такая проблема. Сейчас мы точно знаем, что детектор «теряет» 99.9..9% «неинтересных событий». Знаем его геометрию, расположение каждого «пикселя» и т.д. После любого изменения архитектуры нужно будет как-то «откалибровать детектор».
          Программный код там есть и конечно на этапе HL-LHC его тоже нужно будет переделать полностью.


    1. Kot_Dymok
      23.02.2019 04:57
      #19793226

      Они даже на каждый отдельный ран [серия столкновений] меняются в некоторых случаях.
      Ну а также триггеры у тяжелоионных столкновений отличны от протонных.


      1. huch
        23.02.2019 08:42
        #19793376

        Тогда почему можно говорить о потере информации? Если ее сохранение ограничивает (условно) пропускная способность систем хранения, то серия одинаковых экспериментов с разными настройками триггеров не позволит ли сохранять больше, чем заявлено в статье? Физика постулирует при одинаковых начальных условиях повторяемость результатов. И даже если результат является вероятностным, то статистика в серии все равно одинаковая.


        1. Kot_Dymok
          23.02.2019 12:47
          #19793860

          Потому, что для процессов с малым сечением [вероятностью] необходимо набрать большое число данных. Триггера же настраиваются исходя из свойств процессов, которые интересуют ученых.
          Вот и получается, что для случаев "непонятно что и непонятно как происходит, никто не задумывал это изучать при сборе данных" остаются только небольшоя часть случайно отобранных событий, где статистики по отдельному процессу может быть недостаточно.


          1. Victor_koly
            23.02.2019 14:14
            #19794068

            Скажем есть у нас процесс, его сечение на энергии столкновения протонов 13 ТэВ оценивается как 0.1 fb. Наберем 300 fb-1 статистики — получим 30 событий. Часть из них вообще не попадет в детектор («геометрические ограничения»).


  1. User2Qwer
    23.02.2019 11:37
    #19793638

    интересно под каким количеством давления этот процесс разгона и столкновения происходит?
    а именно с какой силой


    1. Victor_koly
      23.02.2019 14:10
      #19794064

      Вы имеете в виду не вопрос о глубине вакуума? Хотите оценить понятие «сила давления 2 протонов друг на друга»?
      Можно условно разделить энергию столкновения 2 партонов на сечение столкновения. Что бы получить «давление» Вам по идее нужно поделить на длину пути.
      Скажем для процесса W + b -> t в виде условной оценки времени столкновения можно взять время жизни бозона или b-кварка. Последний вариант менее корректный, т.к. кварк летит с сильно рел. скоростью в системе ЦМ. Но типичное время жизни покоящегося кварка — более 1.5 пс. Для указанного мною процесса кин. энергия столкновения должна превысить энергию покоя W-бозона. Характерным же сечением процесса с W-бозоном можно взять
      pi*r2,
      где r — радиус слабого взаимодействия (порядка 1 ам).


      1. User2Qwer
        23.02.2019 21:25
        #19795172

        нет, именно глубина вакуума в самой этой системе. под каким давлением они находятся вообще. протоны по умолчанию.
        у меня такой глупый вопрос. я чутка в этом не особо секу=)) от слова совсем.
        представьте катушку проводов, в центре магнит. получаем обыкновенный моторчик.
        а если заменить катушку системой где эти протоны гоняются, ну не обязательно протоны, может че та еще там можно разгонять. Cила давления наверное в этой «системе» будет играть важную роль. Вакуум в катушке коллайдера. Чтоб сократить расстояние между частицами протонов. Которые вращаются со скоростью света в этой катушке.
        Так вот вопрос. Что в центр можно поместить вместо магнитика? И что за силу эта штуковина создаст в этом самом центре? тоже магнит будет вращать иполучится моторчик что ли? или Швейцария исчезнет?=) а может у них получится собрать «звездные врата»


        1. Victor_koly
          23.02.2019 21:58
          #19795248

          В любой штуке типа тороидальной катушки есть сила давления магнитного поля катушки на ток, текущий в самих проводах.
          С другой точки зрения, по 2му закону Ньютона сила, удерживающая протоны на круговой траектории, вызывает также силу действия самих протонов на ток в катушке. Но я сейчас сходу не скажу, с учетом СТО, какой вообще ток создают протоны в коллайдере, если оценить в А/см2.
          Расстояние между пучкам протонов там скажем 7.5 метров (всего 2808 пучков типичный рабочий режим).


          1. User2Qwer
            23.02.2019 23:38
            #19795556

            я к чему это всё. на таких скоростях меняются и свойства материй и такое понятие как время наверное. типа — параллельные линий пересекаются в бесконечности. так вот под сильным давлением и скоростью эти протоны хз что сделают. но они наверное срастутся? или будет что та вроде искажения, образованного за счет того что их тупо закрутит в воронку которая в итоге и станет катастрофой создав дыру.
            интересно там на коллайдере «разгон» оптимизируется с использованием «нейро сетей»?
            как я это вижу. две половинки плотно сжатые между собой крутятся по кругу с колоссальной скоростью бесконечности, в итоге они вероятнее всего теряют свойста физической материй (так как там должно меняться и само понятие как время) и сливаются как проекции. а дальше вероятно сбой системы. потому что забыли парочку условий, о которых и не знали. и дырка от бублика вместо банков=)
            но если стабилизировать и поставить что та вроде логистических рельс для движения то должно получиться когда нить старгейт.
            а не должны они, протоны как лазерный стеклорез каким то образом внутри круга по которому они двигаются сделать рез в пространстве? при достижений определенных условий, или вернее при созданий этих самых условий


            1. Victor_koly
              24.02.2019 00:35
              #19795674

              Может выйдет создать очень маленькую ЧД. А так, при столкновении возникает обычная кварк-глюонная плазма:

              Если же плазма успела образоваться, то в гуще кварковой материи успевают тепловым образом родиться многочисленные странные кварки, которые затем превращаются в странные адроны.

              Источник.
              В результате активно рождаются барионы с 2 или 3 странными кварками (об образовании барионов с более тяжелыми кварками в данном случае речь не идет).


              1. User2Qwer
                24.02.2019 11:21
                #19796612

                скорее всего ничего не образуется. концентраций протонов не хватит. и масштабы не те. Будь эта установка размером с ладонь. Тогда бы и засекли и увидели образование в миниатюре. Лет через 50 придут к первым шагам в сторону открытия ЧД. И научатся замерять. Может через 150 научатся создавать контролируемые процессы образования ЧД. Потом начнут исследовать и поймут что их можно использовать как передатчики или наконец та добро пожаловать в SG. Параллельно откроют новые материй и что та типа филосовского камня.=)).
                Именно момент вращания под внешним давлением в коллайдере в одном направлений в большой концентраций должен привести к созданию предпосылок ЧД. Момент массового перехода-образования «странных кварков и будет этим. Вихреобразно начнут закручиваться и создавать импульс. И тд и тп короче зайду почитать через пфол века. Спс за ссылки, начинаю врубаться как это всё называется по научному


                1. Victor_koly
                  24.02.2019 14:43
                  #19797492

                  Странные кварки — это просто кварки:)
                  В принципе, даже при столкновении пары протонов с энергией по 900-980 ГэВ легко образовались очарованные барионы типа кси-нуль-гиперон и кси-плюс-гиперон (детектор CDF), ещё всякие такие (тот же детектор); точнее — это было столкновение протонов с антипротонами. А теоретически могли бы образоваться даже при энергии 1063 ГэВ на пару нуклонов.
                  Куда интереснее вопрос — как эти барионы образуются в столкновении электрона с позитроном.


  1. AN3333
    23.02.2019 16:26
    #19794422

    «на нём не было обнаружено никаких новых частиц»

    Перекреститесь. Автор хоть что-то об этой истории слышал?


    1. Victor_koly
      23.02.2019 17:06
      #19794570

      Конечно автор статьи очень неправильно выразился. Как я уже писал выше:

      Обнаружен не только бозон Хиггса (предсказанная частица, но не обязательная в СМ), но и вполне обычные частицы (дважды очарованный барион с зарядом +2, 2017 год).

      Теперь о том, что предсказывает Стандартная модель. Есть у нас адроны, они делятся на мезоны и барионы.
      Все мезоны (на основе 5 кварков, t-кварк распадается до адронизации) были открыты давно, силами коллайдеров LEP (обработка данных шла как минимум до 2002 года) и Tevatron (данные сеанса Run 2 могли обрабатывать и в 2008 году, и в 2013 — может более детально).
      С барионами все несколько сложнее. Гарантированно найдены только комбинации 3 легких кварков — вплоть до sss, включая огромное число резонансов.
      Из более тяжелых кварков найдены ccu, ccd, bss, bsu и bsd. То есть, скажем не найдено ccs или bc*. Но сталкивание пары протонов с энергией в сумме свыше 1 ТэВ дает вероятность рождения чего-то.


  1. mihakrvl
    24.02.2019 20:36
    #19798926

    Объясните мне, глупому, пожалуйста… вот когда некий объект (или частица) с массой покоя m0 движется с некоторой скоростью, то это означает что у неё есть некоторая кинетическая энергия (Ek=m0*v*v/2), с точки зрения стороннего наблюдателя, и в то же время из-за этого самого движения (с той же самой точки зрения) её внутренние процессы замедляются, согласно теории относительности. Т.е. внутренняя энергия движущегося объекта должна уменьшаться, в зависимости от внешней скорости (для стороннего наблюдателя)… Это тогда что получается? Ускорение любыми способами не передает энергию между объектами, а просто переводит внутреннюю энергию в кинетическую и обратно? Или может быть половина передается, а половина берется будто изнутри, так как формула энергии покоя отличается от кинетической в 2 раза (e=m*c*c)


    1. Victor_koly
      24.02.2019 20:53
      #19799000

      1. Нет формулы T = mc^2/2.

      Про приближение СТО к нерелятивистской механике
      Можете глянуть здесь.