• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
4102
Рубрика: Новости науки
Раздел: Физика

Ускоритель будущего: как вернуть экспоненциальный рост графику Ливингстона?

Благодаря изобретению и развитию различных ускорительных технологий энергия элементарных частиц, достигаемая в современных ускорителях, резко возросла в течение последних десятилетий. Однако ученые уже сегодня обеспокоены возможностями дальнейшего прогресса в этой области. Андрей Серый – директор Института Джона Адамса (Великобритания), профессор Оксфордского университета, задается вопросами: можем ли мы подходить к решению этой проблемы более эффективно? И реально ли направлять изобретательский процесс при разработке будущих крупномасштабных ускорительных проектов с помощью рационализаторской методологии, используемой в инженерии?

Быть может, эти электроны –
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!
Еще, быть может, каждый атом –
Вселенная, где сто планет;
Там – все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.
Мир электрона
(Валерий Брюсов, 1920)

Схематическое изображение треков частиц в камере Вильсона и камере Глейзера как пример системы и антисистемы. Рис. Е. СеройУскорительные наука и технология демонстрируют богатую историю изобретений, охватывающую к настоящему времени почти столетие. Эта увлекательная цепь событий, прекрасно изложенная в книге Engines of Discovery: A Century of Particle Accelerators (авторы A. Sessler и T. Wilson), компактно представлена в виде так называемого графика Ливингстона, где уровень эквивалентной энергии ускоренного пучка частиц является функцией времени. График наглядно иллюстрирует, что в течение многих десятилетий уровень эквивалентной энергии ускоренного пучка частиц экспоненциально возрастал, а новые продвинутые технологии вытесняли устаревшие, полностью выработавшие свой потенциал. Последние десятилетия тоже были богаты на изобретения, примеры которых включают в себя концепцию фотонного коллайдера (которая пока находится еще на стадии идеи); концепцию коллайдера с «крабовидным фокусом» (проверенная экспериментально на накопителе элементарных частиц DAFNE в Италии), а также интегрируемую оптику для накопителей, проверка которой планируется на ускорителе IOTA в Фермилабе.

Однако несмотря на все эти недавние открытия и изобретения, существует причина для беспокойства относительно прогнозов на будущее. Дело в том, что три последних десятилетия, когда были построены Тэватрон и Большой адронный коллайдер (БАК), характеризуются гораздо более медленным темпом роста энергии самых мощных ускорителей. Это может быть признаком того, что ныне существующие технологии ускорения частиц достигли пика в своем развитии, и что дальнейший прогресс будет требовать создания принципиально новых ускорительных устройств – более компактных и...

comments powered by HyperComments