Некоторые эксперты (и неспециалисты) называют LHC самым мощным микроскопом в мире. Мне интересно, что увеличивает LHC? Или называть это микроскопом просто неправильно и вводит в заблуждение?
Ну, это микроскоп, если понимать это слово в обобщенном смысле, то есть он позволяет узнать о микроскопическом строении какого-то вещества. Чтобы понять связь, следует сначала вспомнить, как работают старые добрые оптические микроскопы.
Принцип на самом деле довольно прост, вы бросаете что-то в интересующий вас объект и наблюдаете, что происходит. В старой настройке вы испускаете фотоны (т. е. свет), которые затем возвращаются к вам, и вы записываете, где они приземлились (очевидно, вам также нужно использовать некоторые оптические методы для фактического увеличения материала). Затем это показывает вам структуру микроскопического вещества. Но в какой-то момент это перестает работать, так как видимый свет имеет длину волны примерно поэтому он не может обнаружить ничего меньшего, чем это.
Таким образом, чтобы увеличить разрешение, вы начинаете бросать более мелкие предметы (с меньшей длиной волны или эквивалентно большей энергией). Итак, вы пробуете электроны и нейтроны, даже фотоны, но на этот раз с более короткой длиной волны (например, гамма-лучи). Но когда вы спуститесь на этот мельчайший уровень атомных и субатомных масштабов, квантовые свойства будут сильно проявляться, и старый добрый подход, заключающийся в том, что выбрасываете фотоны и смотрите, что возвращается, перестает работать.
На квантовом уровне вы можете предсказывать только вероятности. Например, если вы столкнетесь с фотоном в какой-либо объект, вы можете рассчитать вероятность того, что определенная частица (например, пион) будет создана и полетит в заданном направлении. На самом деле нет никакого способа сказать заранее. Кроме того, при этих энергиях будут в изобилии создаваться новые частицы, поскольку вы достигаете энергий, превышающих массу этих частиц. Поэтому на этих масштабах (а БАК находится очень глубоко в этих масштабах) микроскоп действительно означает коллайдер.
Я бы добавил в качестве ответа на вопрос «что увеличивает БАК»: он увеличивает микрокосм.
Несмотря на то, что мы можем измерить только вероятности, диапазон доступен , и чем выше энергия, тем мельче детали исследуемой области.
0tyranny0poverty