• ↓
  • ↑
  • ⇑
 
Записи с темой: lhc (список заголовков)
22:58 

Новые результаты по механическим свойствам сцинтиллирующих кристаллов важны для физики элементарных частиц

Современные эксперименты по изучению элементарных частиц, как правило, исключительно сложны и требуют понимания огромного количества инструментальных тонкостей. Это включает, среди прочего, и знание того, как ведут себя материалы в разнообразных условиях. Например, для измерения энергий пролетевших частиц часто используются сцинтиллирующие кристаллы. При таком методе измерения частица сначала выбивает ливень электронов, позитронов и фотонов, а затем сцинтиллятор эти фотоны поглощает и измеряет суммарную энергию. При этом важно, чтобы кристалл сам по себе не «фонил», то есть не высвечивал фотоны просто так, за счет эффектов, не связанных с пролетающими частицами.



Возможно, для детекторов на LHC это требование не так важно, но оно становится особенно критичным для специальных экспериментов, в которых ищут сверхредкие события, например при регистрации частиц темной материи. В них каждое срабатывание сцинтиллятора


@темы: LHC

22:29 

Один из вариантов столкновений, которые могут привести к одновременному рождению двух хиггсовских бозонов на LHC

Экспериментальное изучение двойного хиггсовского рождения — дело очень хлопотное. Во-первых, требуется отловить продукты распада сразу двух бозонов Хиггса. А во-вторых, нужно отделить эти события от фона, то есть от других процессов, выглядящих похоже, но не включающих бозоны Хиггса на промежуточных этапах. На днях в архиве е-принтов вышла небольшая статья, которая рассказывает о начале подробного теоретического изучения этого процесса.




@темы: LHC

22:19 

Интерес физиков к центральному эксклюзивному рождению бозона Хиггса угасает

Несколько лет назад, когда хиггсовский бозон еще не был открыт и физики не могли заранее предсказать его свойства, они готовились искать его на LHC во всех мыслимых вариантах. Среди них одним из самых трудных выглядел легкий хиггсовский бозон с массой 100


@темы: LHC

19:42 

Google Street View позволяет виртуально погулять по Большому адронному коллайдеру

В проекте Google Street View теперь стал доступен и Большой адронный коллайдер (правда, лишь небольшой его участок), а также огромные подземные залы, в которых размещены его детекторы. Виртуальную прогулку можно совершить на специальной церновской странице Google Street View. Интересно, что в некоторых местах виртуального путешествия по церновскому подземелью можно дополнительно перемещаться вверх-вниз по уровням. Новость об этом проекте появилась на сайте ЦЕРНа и одновременно в блоге Google.




@темы: LHC

18:40 

Трения между суперсимметрией и данными LHC не так велики, как считалось ранее

Суперсимметрия — одно из самых любимых физиками расширений Стандартной модели — до сих пор не найдена на Большом адронном коллайдере. Как прямые поиски суперсимметричных частиц, так и косвенные данные LHC позволяют лишь ограничивать или даже закрывать некоторые суперсимметричные модели. В этой ситуации физикам приходится выяснять, какие из суперсимметричных вариантов еще жизнеспособны, а какие — нет. Подробный рассказ об этой проблеме см. в новости Суперсимметрия в свете данных LHC: что делать дальше?.



Одной из главных трудностей для суперсимметричных моделей, особенно их минимальных версий, является масса хиггсовского бозона. Эти модели предсказывают, что масса легчайшего бозона Хиггса должна быть не слишком велика. Нынешнее значение, около 126 ГэВ, находится почти на верхней границе разрешенного диапазона. Но даже если такое значение согласуется со многими моделями, оно приводит к некоторому «напряжению», определенной подстройке параметров при их построении.



В статье, опубликованной на днях в журнале Physical Review Letters (она же е-принт arXiv:1306.2318), приводятся результаты новых теоретических расчетов, которые позволяют сгладить эту трудность. В суперсимметричных теориях на массу бозона Хиггса влияет наличие суперчастиц, но точно сосчитать это влияние нереально. Его можно лишь вычислить с разной степенью приближения (то есть в разных порядках теории возмущений). Новое вычисление, которое было проделано в третьем порядке теории возмущений, показало, что верхняя граница массы ощутимо больше, чем считалось ранее.



Это означает, что согласование суперсимметричных моделей с измеренной массой бозона Хиггса требует не такого большого «напряжения усилий», как считалось ранее. Кроме того, суперчастицы в этих моделях имеют массу около 3–4 ТэВ, то есть они находятся в пределах досягаемости LHC.





@темы: LHC

18:40 

Трения между суперсимметрией и данными LHC не так велики, как считалось ранее

Суперсимметрия — одно из самых любимых физиками расширений Стандартной модели — до сих пор не найдена на Большом адронном коллайдере. Как прямые поиски суперсимметричных частиц, так и косвенные данные LHC позволяют лишь ограничивать или даже закрывать некоторые суперсимметричные модели. В этой ситуации физикам приходится выяснять, какие из суперсимметричных вариантов еще жизнеспособны, а какие — нет. Подробный рассказ об этой проблеме см. в новости Суперсимметрия в свете данных LHC: что делать дальше?.



Одной из главных трудностей для суперсимметричных моделей, особенно их минимальных версий, является масса хиггсовского бозона. Эти модели предсказывают, что масса легчайшего бозона Хиггса должна быть не слишком велика. Нынешнее значение, около 126 ГэВ, находится почти на верхней границе разрешенного диапазона. Но даже если такое значение согласуется со многими моделями, оно приводит к некоторому «напряжению», определенной подстройке параметров при их построении.



В статье, опубликованной на днях в журнале Physical Review Letters (она же е-принт arXiv:1306.2318), приводятся результаты новых теоретических расчетов, которые позволяют сгладить эту трудность. В суперсимметричных теориях на массу бозона Хиггса влияет наличие суперчастиц, но точно сосчитать это влияние нереально. Его можно лишь вычислить с разной степенью приближения (то есть в разных порядках теории возмущений). Новое вычисление, которое было проделано в третьем порядке теории возмущений, показало, что верхняя граница массы ощутимо больше, чем считалось ранее.



Это означает, что согласование суперсимметричных моделей с измеренной массой бозона Хиггса требует не такого большого «напряжения усилий», как считалось ранее. Кроме того, суперчастицы в этих моделях имеют массу около 3–4 ТэВ, то есть они находятся в пределах досягаемости LHC.





@темы: LHC

02:01 

Частиц темной материи на LHC по-прежнему не видно

На прошлой неделе в архиве е-принтов появилась статья с новыми результатами коллаборации ATLAS по поиску частиц темной материи. Это, конечно, не первые результаты; и CMS, и ATLAS уже рапортовали об этом поиске, причем в разных вариантах (с адронами, фотонами, лептонами); см., например, PRL110, 011802 и PRL108, 261803. Разница сейчас лишь в том, что обработана впятеро большая статистика.



Поскольку частицы темной материи невидимы для детектора, одного лишь их рождения недостаточно. Нужно вместе с ними породить какую-нибудь обычную частицу с большим поперечным импульсом и тщательно зарегистрировать продукты ее распада. Тогда факт рождения частиц темной материи будет заметен благодаря нестыковке в поперечном импульсе всех зарегистрированных частиц (подробнее об этом методе см. в недавней новости). Однако тут есть фон


@темы: LHC

04:45 

В ЦЕРНе прошли обзорные лекции о работе LHC

На прошлой неделе в ЦЕРНе были прочитаны три образовательных лекции (лекция 1, лекция 2, лекция 3), посвященные техническим аспектам работы Большого адронного коллайдера. Они были предназначены для студентов, аспирантов и всех, кто хочет чуть детальнее познакомиться с тем, как работает коллайдер, как ведут себя пучки в нём, какие в нём предпринимаются меры безопасности. Поскольку лекции были снабжены многочисленными фотографиями и иллюстрациями, их будет интересно полистать даже неспециалистам. На сайте ЦЕРНа доступны как слайды, так и видеозаписи этих лекций.



Через две недели, с 1 по 3 октября, ожидается новая серия лекций про управление коллайдером, которая коснется не только железа, но и специально разработанного для коллайдера программного обеспечения.





@темы: LHC

05:08 

Разрабатывается новая система слежения за неустойчивостями пучков на LHC

Безопасная работа на LHC обеспечивается десятками отдельных систем контроля, которые следят как за состоянием самой аппаратуры, так и за поведением протонных пучков, которые циркулируют в коллайдере. Одна из них


@темы: LHC

02:40 

Детектор CMS ищет невидимые распады хиггсовского бозона

Многие модели Новой физики предсказывают существование новых экзотических частиц, которые могут рождаться в столкновении протонов на LHC, но которые невозможно напрямую зарегистрировать. В некоторых теориях на них может даже распадаться хиггсовский бозон. С точки зрения эксперимента, такой распад будет невидимым


@темы: LHC

02:29 

Коллаборация TOTEM опубликовала результаты по дифракционным процессам

Список научных задач коллайдера включает в себя не только «громкие» вопросы, но и более приземленные задачи из физики сильных взаимодействий. Пример того, какие здесь бывают измерения и какие они дают результаты, см. в недавней новости Детектор ALICE изучает тонкие эффекты в рождении адронов. На днях в архиве е-принтов появилась статья с новыми результатами коллаборации TOTEM, касающимися измерений дифракционных процессов на LHC.



Детектор TOTEM


@темы: LHC

01:47 

Появились лекции о состоянии суперсимметрии после трех лет работы LHC

В архиве е-принтов появились подробные лекции о состоянии суперсимметрии после первого этапа работы Большого адронного коллайдера. Напомним, что поиск суперсимметрии


@темы: LHC

23:57 

Все компоненты детектора CMS проходят интенсивную программу по ремонту и обновлению

В феврале 2013 года завершился первый трехлетний этап работы Большого адронного коллайдера. В ближайший год предстоит выполнить обширнейшую программу по ремонту и модернизации абсолютно всех систем коллайдера, а затем еще почти год будет потрачен на настройку и тестирование обновленного оборудования. Масштабы ремонтных работ можно оценить на примере детектора CMS, познакомившись с последним выпуском журнала CMS Bulletin, который целиком посвящен этим работам.




@темы: LHC

04:46 

Вышла серия заметок о системах безопасности на LHC

В последнем номере журнала CERN Courier вышла подборка заметок по вопросам технической безопасности Большого адронного коллайдера. Работа коллайдера требует большого энергопотребления, и запасается эта энергия как в пучках частиц (сотни мегаджоулей), так и в сверхпроводящих магнитах (десяток гигаджоулей во всех магнитах). Если не предпринимать достаточных мер безопасности, то в случае нештатной ситуации эта энергия может единомоментно выделиться в установке и безвозвратно разрушить аппаратуру.



Работа LHC в 2008 году, собственно, и началась с аварии, вызванной неконтролируемым сбросом энергии некоторых магнитов. Тогда потребовался год на устранение ее последствий. В последние пару лет, когда работа уже шла без каких-либо инцидентов и внимание было приковано к научным результатам, вопросы безопасности отошли в тень. Но для самих физиков, обеспечивающих бесперебойную работу ускорителя, они остаются исключительно важными.



В заметке Machine protection: the key to safe operation обрисована вся совокупность систем, отслеживающих состояние пучков, магнитов и прочей аппаратуры. Эти системы должны вовремя заметить любое подозрительное событие (аномальное энерговыделение в каком-то месте ускорителя, потерю стабильности пучка, отклонение в параметрах аппаратуры) и дать сигнал на безопасный сброс пучка. Статья The collimation system: defence against beam loss описывает коллиматоры на LHC


@темы: LHC

15:48 

Томмасо Дориго рассказывает о тонкостях критерия «пять сигма»

В научном блоге Томмасо Дориго, физика-экспериментатора, работающего на детекторе CMS и часто рассказывающего об экспериментальной физике элементарных частиц, появилась серия из четырех больших сообщений (1, 2, 3, 4), посвященных пресловутому критерию «пяти сигма». Этот критерий играет большую роль в открытии новых частиц и явлений; именно ориентируясь на него, физики отделяют «настоящее открытие» от «указания на потенциально интересный эффект». Сообщения рассказывают об истории происхождения этого критерия и о подводных камнях в его слишком прямолинейной интерпретации. Интересно, что в качестве одного из примеров выступила история с Wjj-аномалией, недавно обнаруженной на детекторе CDF, а затем благополучно закрытой (причем закрытой не только данными LHC, но и внутренней проверкой CDF).




@темы: LHC

15:45 

Коллаборация ALICE отмечает свое двадцатилетие

Хотя новости с Большого адронного коллайдера начали поступать всего несколько лет назад, работающие на нём коллаборации существуют уже давно. Ведь каждая физическая установка требует времени на разработку, создание и отладку, и для современных коллайдерных экспериментов это время растягивается на многие годы. Недавно мы сообщали о двадцатилетии CMS и ATLAS, а сейчас очередь отмечать юбилей ALICE. По этому случаю на сайте коллаборации появилась красочная хронология всей истории детектора, от концепции и до сегодняшних дней.




@темы: LHC

14:14 

На последнем этапе каждый протон оказывается в условиях, которые зависели от его собственной энергии. Модуляция электронной плотности выравнивает энергии протонов

Перед тем как проводить столкновения частиц высокой энергии, пучки необходимо не только получить и ускорить до нужной энергии, но и охладить. Если охлаждение электронных пучков — занятие довольно простое, то с протонами проходится помучаться. Стандартные методики либо работают для небольших энергий, либо имеют существенные недостатки. На днях в журнале Physical Review Letters вышла статья, описывающая другой метод, свободный от этих недостатков.




@темы: LHC

03:23 

Детектор LHCb видит странности в распадах B-мезонов

Возможные проявления Новой физики можно изучать на Большом адронном коллайдере двумя способами: либо через поиски новых тяжелых частиц и прочей экзотики, либо через аккуратное измерение редких процессов с обычными частицами. Для этого второго метода широкий простор открывают B-мезоны и огромная статистика, накопленная на LHC.



B-мезоны — это тяжелые мезоны, содержащие в своем составе «прелестный» b-кварк. Распадаться B-мезоны могут самыми разными способами, в том числе таким, которые чувствительны к эффектам Новой физики. Среди этих распадов самым громким результатом пока что было открытие сверхредкого распада Bs-мезона, который помогает в поисках суперсимметрии. Но похоже, что у него может появиться «конкурент». На прошедшей недавно конференции EPS HEP 2013 коллаборация LHCb обнародовала новые результаты по распадам B-мезонов, и по крайней мере два из них расходятся с теоретическими предсказаниями. Пару недель спустя в архиве е-принтов появились две статьи LHCb с подробными отчетами. Несмотря на отпускной сезон, уже появилось несколько теоретических статей, обсуждающих эти расхождения.



Речь идет о двух похожих распадах: B+


@темы: LHC

04:00 

В данных 2012 года экзотических частиц по-прежнему не видно

Коллаборации ATLAS и CMS начинают подводить итоги поискам разнообразной экзотики в данных коллайдера за 2012 год. Под «экзотикой» в физике частиц обычно понимают гипотетические частицы или прочие необычные явления, которые предсказывают разнообразные модели Новой физики. Это новые кварки или лептоны, возбужденные состояния известных уже фундаментальных частиц, переносчики новых гипотетических взаимодействий, эффекты необычно сильной квантовой гравитации и т. п. Суперсимметрия, а также неминимальные варианты хиггсовского механизма к экзотике не относятся — это всё же «почтенные» и даже во многом консервативные модели.



Предварительные данные по поиску всяческой экзотики в данных 2012 года уже появлялись в виде докладов на конференциях. На странице Поиск экзотических частиц: результаты приведены подборки этих предварительных данных по состоянию на весну 2013 года. Однако на то эти результаты и предварительные, что они могут слегка измениться после более тщательного анализа, поэтому физики обычно ждут официальных публикаций экспериментальных групп.



И вот сейчас результаты по поиску экзотики начинают появляться в архиве е-принтов в виде окончательных статей. У коллаборации ATLAS первой ласточкой стала вышедшая на днях статья arXiv:1308.1364, рассказывающая о поиске возбужденных электронов или мюонов. Такие гипотетические частицы должны проявляться как аномальное усиление процесса рождения двух лептонов и фотона с ростом энергии частиц. ATLAS ничего подобного не видит, что и позволяет устанавливать ограничения на их существование или свойства.



Анализ событий с электронами, мюонами и фотонами высокой энергии дается на адронных коллайдерах проще всего. На очереди теперь многочисленные другие варианты экзотических частиц или явлений. На соответствующих страницах коллабораций (результаты ATLAS и результаты CMS по поискам экзотики) оперативно выкладываются все их публикации, как предварительные, так и окончательные, касающиеся экзотических явлений.




@темы: LHC

04:33 

Хиггсовский бозон может помочь при изучении сильных взаимодействий

Когда новую частицу открывают в эксперименте, физики не только сразу принимаются изучать ее вдоль и поперек, но и ищут возможности использовать ее для каких-то новых задач. Частица, которая поначалу являлась целью исследования, зачастую сама превращается в инструмент для достижения других целей, для решения более сложных научных задач. Причем задачи эти могут быть совсем из другого раздела физики частиц, нежели поиск самой этой частицы.



Так случилось с разнообразными тяжелыми адронами: их поиск — из области физики сильных взаимодействий, а сейчас с их помощью ищут суперсимметрию. Так же дело обстояло и с топ-кварками: скажем, сейчас неопределенность массы топ-кварка является ключевой для выяснения устойчивости хиггсовского вакуума. То же самое может произойти и с самим хиггсовским бозоном, и причем в довольно неожиданных областях.



Конечно, изучение хиггсовского бозона полезно для поиска Новой физики; собственно, в этом и состоит главная научная польза от его исследования. Но сейчас выясняется, что хиггсовский бозон может даже пригодиться для изучения сильных взаимодействий, такой приземленной и, казалось бы, далекой от хиггсовской физики области. Идея такого использования бозона Хиггса «не по прямому назначению» была опубликована в появившемся на днях е-принте arXiv:1308.1655.



Суть тут вот в чем. Лет через 5-7 планируется модернизировать Большой адронный коллайдер до стадии HL-LHC — Большого адронного коллайдера на высокой светимости. Такой режим работы будет полезен для поиска Новой физики или изучения редких процессов, но он буквально «убьет» исследования по физике сильных взаимодействий. Дело в том, что при высокой светимости «эффект нагромождения» станет совершенно огромным. При одном столкновении сгустков частиц будут происходить сотни отдельных протон-протонных столкновений, следы которых станут накладываться в детекторе друг на друга, так что разобраться в этой мешанине (и в частности, изучить свойства сильных взаимодействий) будет исключительно трудно.



Авторы новой статьи предлагают способ, как справиться с этой напастью. Для этого надо не просто измерять адронные процессы сами по себе, а сравнивать их с процессом рождения и распада хиггсовского бозона. Эффект нагромождения мешает измерить сечение и того, и другого процесса по отдельности, но почти не влияет на их отношение. Для этого лишь требуется сфокусироваться на такой области суммарных энергий адронов, которые примерно соответствуют массе хиггсовского бозона.



Таким образом, благодаря открытому недавно хиггсовскому бозону обширная программа по исследованию адронных процессов, по-видимому, продолжится и в режиме HL-LHC.





@темы: LHC

RSS-цитатник новостей науки

главная