28 сентября 2010 г.

Еще одна загадка

Вот еще одна картинка-загадка: что это такое?

Отгадка: это действительно протонный пучок на Большом адронном коллайдере, вид в поперечной плоскости; цвета искусственные, они просто передают интенсивность. А образуют они такую странную закорючку вот почему. Этот пучок уже не в самом ускорителе, а на выходе из него. В конец сеанса работы «поюзанные» пучки выводят по специальному туннелю по касательной и сбрасывают его на массивные жаропрочные блоки (не забываем, что в каждом пучке запасено несколько мегаджоулей). Однако если бы пучок оставался так же хорошо сфокусированным, как и в самом ускорителе, то он бы прошил эти блоки насквозь, испарив вещество на своем пути, и ушел бы в стенку подземного зала. Чтобы этого избежать, пучок на выходе из кольца «расфокусируют» всеми возможными способами для того, чтобы та же энергия пришлась уже на большую площадь. Для этого резко включают очень быстрый магнит с переменным полем, который «разбрызгивает» отдельные протонные сгустки в стороны, так чтоб они больше не летели друг за другом.

Для того, чтобы отслеживать, насколько хорошо произошло это «разбрызгивание», в 30 метрах после магнита прямо поперек пучка стоит тонкий экран из оксида алюминия. Сгустки пронзают его насквозь, выделяют там энергию, которая и запечатлена на этой картинке. Конкретно на этой картинке имеется 152 сгустка — 19 «составов» (их можно пересчитать) по 8 сгустков. Если начинать из центра и идти по спирали против часовой стрелки, то как раз получим последовательность сгустков, как она шла в ускорителе. По координатам отложены миллиметры — т.е. видно, что в месте экрана пучок разошелся в попереной плоскости на десяток сантиметров. Эту картинку можно увидеть на главном онлайн-мониторе LHC сразу после сброса очередного пучка.

24 комментария:

  1. Анонимный28/9/10 22:11

    сечение пучков?

    ОтветитьУдалить
  2. "Снимок" из коллайдера?

    ОтветитьУдалить
  3. Тепловая фотография, например крокодилы, "сверху".

    ОтветитьУдалить
  4. Возможно это хромосомы

    ОтветитьУдалить
  5. Свет (электромагнитные волны) от далеких(-ой) галактик(и), прошедший через гравитационную линзу

    ОтветитьУдалить
  6. Острова в океане. :-)

    ОтветитьУдалить
  7. Вообще, конечно, может быть чем угодно. Хоть цветными пикселами на битом приборе :)

    Но судя по слабым "отражениям", повторяющим красные штуки со смещением примерно на <-60, -20>, кажется несколько вероятным, что это фотография какого-то тусклого объекта, искусственно усиленная. "Призраки" же есть внутренние отражения в оптике. Если принять эту гипотезу, то объект снят по крайней мере не в рентгене (там нет отражений) и либо очень мал (что потребовало сильного увеличения и разрешимости призраков), либо недолгоживуч и пойман случайно краем поля зрения прибора.

    Интересно, что горизонтальное разрешение на картинке (~10 ед.) явно хуже вертикального (~4 ед.) Одно из возможных объяснений -- это что изображение построено построчным сканированием.

    ОтветитьУдалить
  8. По моему, это что-то типа ренгеновского снимка космического объекта по пути к которым находятся две гравитационные линзы.

    ОтветитьУдалить
  9. Анонимный29/9/10 09:47

    Это диаграмма. Ваш К.О. :-)

    ОтветитьУдалить
  10. Анонимный29/9/10 13:32

    Фото пучков в LHC...
    (а может и не в LHC...:-)))

    ОтветитьУдалить
  11. Этот экран из оксида аллюминия, может быть отделяет объем с глубоким вакуумом от того что дальше? Там где блоки бетона, вроде большое пространство.

    ОтветитьУдалить
  12. Анонимный1/10/10 02:17

    Из чистого любопытсва - если пучки не расфокусировать, а просто пулять их в грунт, на какое расстояние они "прошьют" землю?

    И еще - как обеспечивается герметичность? Пучки, даже расфокусированные, должны со временем прожечь дыру в этой самой "пробке", которая затыкает выходное отверстие.

    ОтветитьУдалить
  13. На вскидку — десятки метров. Вы можете сами прикинуть, все параметры в принципе известны. Надо только помнить, что пучок только вначале будет идти «тонкой иглой», а потом он расширится и «ударит» в грунт где-то в глубине.

    По второму вопросу — я подробностей не знаю, но я думаю, что при необходимости эти заслонки просто меняют. Они тонкие, там не требуется втыкать что-то толстое.

    ОтветитьУдалить
  14. Для расфокусированного пучка протонов экран из фольги как крупноячеистая сетка для мальков. Межатомное пространство вещества фольги намного-много больше диаметра протона. А если отдельный протон, уже вышедший из ускорителя и не имеющий энергетического воздействия, нацелиться на одиноко стоящий атом, то электронное облако столкнет его в сторону. Кстати, после экрана картинка будет еще более размыта.

    ОтветитьУдалить
  15. > А если отдельный протон, уже вышедший из ускорителя и не имеющий энергетического воздействия, нацелиться на одиноко стоящий атом, то электронное облако столкнет его в сторону.

    Протоны на выходе из LHC имеют ту же энергию 3,5 ТэВ. Я повторю — им наплевать на электронные облака, они проходят десятки метров вещества насквозь.

    ОтветитьУдалить
  16. to pasha: Вы неправильно понимаете физику явления, хотя вы, по-видимому, уверены в обратном. Поэтому извините, но ваш очередной комментарий я заблокировал, и я могу вам только посоветовать ограничиться задаванием вопросов и не пускаться в объяснения того, как по вашему мнению, реально обстоят дела.

    ОтветитьУдалить
  17. Анонимный9/10/10 02:03

    Игорь, Вы любите вопросы про Коллайдер. :-) Я иногда смотрю на онлайн-мониторы и замечаю такую особенность - нормальный fill for physics получается как правило не с первого раза. Пускают-гасят - и так несколько раз. Интересно, с чем это связано? Пучки рассинхронизируются и начинают сильно "вихлять"? Или пока еще из за часто возникающих технических проблем?

    ОтветитьУдалить
  18. Анонимный18/10/10 14:15

    Это тонкослойная двумерная хроматограмма, правильно?
    Игорь, я там написал вам заметочку, про то, как я первым окрыл графен. Если можно, опубликуйте в Вашем блоге. Ненормативное слово в конце, вымарайте пожалуйста. Это от избытка чувтств.
    С уважением,
    Гриша_Котоян, химик.

    ОтветитьУдалить
  19. Неправильно. Я же отгадку уже написал. По поводу графена — я-то тут причем? Вы можете публиковать это заявление в своем личном блоге.

    ОтветитьУдалить
  20. Анонимный29/11/10 01:31

    Да, меня тоже интересовал этот вопрос сильно (куда девают отработанные пучки), пока не нашел ответ на элементах. Интересно, а нельзя ли всё-таки использовать эти пучки для столкновений типа пучек-кусок материи?
    Как происходит переход пучка из вакуума в воздух (или эти графитовые блоки тоже в вакууме?)? А как его организовать что бы при этом переходе протоны не рассеивались?

    Что произойдет, если расфокусированным (что бы не прожигал дырки в стенах контейнера), но не замедленным (3.5 ТэВ) пучком протонов облучать охлаждаемую емкость с водой? А пучком ядер свинца? Хватит ли одного сгустка протонов из LHC что бы воду стало нельзя было пить без существенного вреда для здоровья?
    Каким должен быть контейнер, что бы взаимодействие протонов с его стенками не влияло на их взаимодействие с водой? (хотело бы поставить чистый эксперимент, когда в чистую воду попадают только протоны 3.5 ТэВ и никакие другие частицы)

    ОтветитьУдалить
  21. Воздух на пучки не сильно сказывается и сам от этго не шибко греется: энерговыделение пропорционально плотности.

    > Хватит ли одного сгустка протонов из LHC что бы воду стало нельзя было пить без существенного вреда для здоровья?

    Всё как раз наоборот. Пучок — это сильная радиация, которая может индуцировать какую-нибудь долгоживущую радиоактивность. Всюду, где работал, а тем более — куда попадал пучок, проводится тщательное измерение радиационного фона, прежде чем открывать туда доступ людям.

    > ... хотело бы поставить чистый эксперимент...

    Увы, невозможно.

    ОтветитьУдалить