От олово в злато за миг

Ядрени физици, работещи в Големия адронен колайдер в ЦЕРН, наскоро попаднаха в заглавията на медиите, постигайки вековната мечта на алхимиците – те превърнаха оловото в злато само за части от секундата. Резултатите са публикувани във Physical Reviews.

Учените от Университета на Канзас използват ултрапериферни сблъсъци,

където йоните почти не достигат, но взаимодействат чрез мощен фотонен обмен. При този процес те успяват да избият протони от ядрата, създавайки нови, краткотрайни елементи. Този пробив не само привлече световното внимание, но и може да помогне за проектирането на по-безопасни и по-модерни ускорители на частици на бъдеще.

„Обикновено при експериментите в колайдер караме частиците да се сблъскват една в друга, за да произведат много по-дребни късчета – казва Даниел Такаки, професор по физика и ръководител на групата от Канзаския университет в ЦЕРН. – Но при ултрапериферните сблъсъци се интересуваме какво се случва, когато частиците не се удрят. Йоните преминават достатъчно близо, за да си взаимодействат, но без да се докосват. Няма физическо припокриване.“

Йоните, препускащи в тунела на Големия адронен колайдер,

са тежки ядра с много протони, всеки от които генерира мощни електрически полета. Когато са ускорени, тези заредени йони излъчват фотони – излъчват светлина.

„Когато ускорите електрически заряд до почти светлинни скорости, той започва да свети – казва проф. Такаки. – Един йон може да излъчва светлина, която по същество прави снимка на другия. Когато тази светлина е достатъчно енергична, тя може да проникне дълбоко в другото ядро, като високоенергийна светкавица.“

Изследователят от Канзас подчертава, че

по време на тези „светкавици“ могат да възникнат изненадващи взаимодействия,

включително събитието, което предизвика световно внимание.

„Понякога фотоните от двата йона взаимодействат помежду си – това, което наричаме фотон-фотон сблъсъци – обяснява той. – Тези събития са невероятно чисти, почти без нищо друго. Те контрастират с типичните сблъсъци, при които виждаме пръски от частици, летящи навсякъде.“

Детекторът ALICE и Големият адронен колайдер обаче са проектирани да събират данни за челни сблъсъци,

които водят до разхвърляне на пръски от частици.

„Тези чисти взаимодействия бяха трудни за откриване с по-ранни установки – казва проф. Такаки. – Нашата група в Канзаския университет е пионер в новите техники за тяхното изучаване. Натрупахме този опит преди години, когато темата не беше популярна.“