Из Большого адронного коллайдера сделают секундомер

Большой адронный коллайдер может превратиться в самый точный в мире секундомер — австрийские ученые предлагают использовать ускоритель для реализации нового метода изучения процессов, которые длятся лишь 1 йоктосекунду, 1 миллионную миллиардной доли наносекунды, говорится в сообщении Венского технического университета.

Явления, которые протекают за очень короткие промежутки времени, часто изучают с помощью сверхкоротких лазерных импульсов. В настоящее время ученые могут получать импульсы продолжительностью в аттосекунды (миллиардная доля наносекунды, 1*10^-18 секунды). Однако вскоре этот рекорд может быть побит.

« (Столкновения) ядер атомов в коллайдерах, таких как БАК в ЦЕРНе или RHIC (США), могут порождать импульсы излучения, которые в миллион раз короче», — говорит Андреас Ипп (Andreas Ipp) из Венского технического университета.

Он и его коллега Петер Сомкути (Peter Somkuti) описали в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, результаты компьютерного моделирования процессов столкновения тяжелых ионов в коллайдере и рождения кварк-глюонной плазмы. Модели показали, что в результате могут возникать импульсы излучения, настолько короткие, что никакое современное оборудование его измерить не сможет.

В эксперименте ALICE на Большом адронном коллайдере ученые сталкивают ядра атомов свинца, разогнанные почти до скорости света. При столкновении возникает кварк-глюонная плазма, ядерная материя, существовавшая в первые мгновения после Большого взрыва. Кварк-глюонная плазма существует несколько йоктосекунд (10^-24 секунд).

Йоктосекундные вспышки, которые она порождает, могут нести важную информацию о состоянии плазмы, но пока нет оборудования, способного их засечь.

Ипп и Сомкути решили использовать для измерения эффект Брауна-Твисса, который использовался в астрофизике. Роберт Браун (Robert Brown) и Ричард Твисс (Richard Twiss) в середине 20 века измеряли корреляцию между сигналами, полученными от одного объекта двумя детекторами. Этот метод позволял точно измерить размеры звезд.

Физики решили использовать его для измерения йоктосекундных интервалов времени. Компьютерная симуляция показала, что это вполне можно сделать с помощью Брауна-Твисса.

«Это может быть трудно, но вполне достижимо», — говорит Ипп.

Новый эксперимент не потребует новых дорогих приборов — для него можно будет использовать форвард-калориметр (детектор, установленный впереди по движению пучка частиц), который планируется установить на Большом адронном коллайдере в 2018 году.

После этого эксперимент ALICE может стать самым точным секундомером в мире.