Физики впервые воссоздали попадание частиц из космоса в атмосферу Земли
Физики впервые столкнули на Большом адронном коллайдере протоны с кислородом, чтобы воспроизвести попадание высокоэнергетических частиц из космоса в атмосферу Земли и понять, насколько точно ученые описывали такие столкновения раньше.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 15 сентября /Новости науки/. Международная группа физиков впервые смоделировала на Большом адронном коллайдере столкновение высокоэнергетических космических лучей с кислородом земной атмосферы. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
«Опубликованные результаты действительно являются чем-то особенным, поскольку эти данные уникальны, и в наших измерениях мы смогли показать, что наши предыдущие модели такого типа взаимодействия на самом деле очень неточны», — приводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования.
Высокоэнергетические космические лучи, которые могут исходить от взрывающихся звезд — сверхновых, обладают энергией более чем в миллион раз выше, чем частицы, приходящие от Солнца. Для изучения их взаимодействия с атмосферой ученые прежде в основном использовали компьютерные модели, однако результаты таких расчетов различались и иногда противоречили друг другу.
Чтобы напрямую исследовать эти процессы, специалисты впервые направили в Большой адронный коллайдер пучки кислорода и столкнули их с пучками протонов. В эксперименте протоны имитировали космические лучи, а кислород позволял воспроизвести их взаимодействие с земной атмосферой.
Исследователи измерили количество, энергию и направления движения частиц, появлявшихся после столкновений протонов с кислородом. По данным авторов работы, эксперимент позволил впервые провести такие измерения для искусственно воспроизведенных в контролируемых условиях каскадов частиц, подобных возникающим при попадании космических лучей в атмосферу.
Как проходил эксперимент
Последствия столкновений регистрировали с помощью оборудования эксперимента ATLAS. Используемая система с камерой разрешением 100 миллионов пикселей позволяла фиксировать результаты протонных столкновений, происходящих с частотой до 40 миллионов раз в секунду.
Полученные данные показали, что применявшиеся ранее модели подобных взаимодействий могут быть значительно неточными. Авторы рассчитывают, что новые измерения помогут точнее описывать процессы, происходящие при попадании высокоэнергетических космических лучей в атмосферу Земли, и лучше изучать природу частиц, приходящих из космоса.
«Опубликованные результаты действительно являются чем-то особенным, поскольку эти данные уникальны, и в наших измерениях мы смогли показать, что наши предыдущие модели такого типа взаимодействия на самом деле очень неточны», — приводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования.
Высокоэнергетические космические лучи, которые могут исходить от взрывающихся звезд — сверхновых, обладают энергией более чем в миллион раз выше, чем частицы, приходящие от Солнца. Для изучения их взаимодействия с атмосферой ученые прежде в основном использовали компьютерные модели, однако результаты таких расчетов различались и иногда противоречили друг другу.
Чтобы напрямую исследовать эти процессы, специалисты впервые направили в Большой адронный коллайдер пучки кислорода и столкнули их с пучками протонов. В эксперименте протоны имитировали космические лучи, а кислород позволял воспроизвести их взаимодействие с земной атмосферой.
Исследователи измерили количество, энергию и направления движения частиц, появлявшихся после столкновений протонов с кислородом. По данным авторов работы, эксперимент позволил впервые провести такие измерения для искусственно воспроизведенных в контролируемых условиях каскадов частиц, подобных возникающим при попадании космических лучей в атмосферу.
Как проходил эксперимент
Последствия столкновений регистрировали с помощью оборудования эксперимента ATLAS. Используемая система с камерой разрешением 100 миллионов пикселей позволяла фиксировать результаты протонных столкновений, происходящих с частотой до 40 миллионов раз в секунду.
Полученные данные показали, что применявшиеся ранее модели подобных взаимодействий могут быть значительно неточными. Авторы рассчитывают, что новые измерения помогут точнее описывать процессы, происходящие при попадании высокоэнергетических космических лучей в атмосферу Земли, и лучше изучать природу частиц, приходящих из космоса.
