Великий адронний коллайдер стане самим швидким і точним секундоміром у світі
Великий адронний коллайдер (БАК), найпотужніший на сьогоднішній день прискорювач частинок, що належить CERN, в майбутньому стане ще й самим швидким, точним "секундоміром" у світі завдяки новому методу вимірювання проміжків часу, розробленим вченими Віденського технологічного університету (Vienna University of Technology, TUV), Австрія. Це вимір часу ґрунтується на надзвичайно коротких імпульсів світла, що виникають у ті моменти, коли важкі іони, ядра атомів важких елементів, таких як свинець, стикаються на високих швидкостях всередині коллайдера.
В даний час не існує ні технології, ні обладнання, здатних виміряти характеристики світлових імпульсів, про яких йшлося вище. Але, нове обладнання, яке буде встановлено вченими CERN на колайдер в 2018 році, дозволить вченим вимірювати надзвичайно короткі проміжки часу за допомогою цих імпульсів світла з найвищою точністю на сьогоднішній день, згідно прес-релізу, опублікованому в журналі Physical Review Letters Американського фізичного товариства.
Для вимірювання коротких проміжків часу вчені використовують надкороткі імпульси лазерного світла. В даний час вченим вдалося домогтися отримання імпульсів світла, тривалістю в кілька аттосекунд, 10^-18 секунди. Але ці рекордні значення можуть стати ще меншими, завдяки новому "секундоміром", в ролі якого виступатиме Великий адронний коллайдер.
"Зіткнення ядер атомів важких елементів всередині коллайдерів, таких як БАК (Великий адронний коллайдер) або RHIC (Релятивістський колайдері важких іонів, Relativistic Heavy Ion Collider), можуть створити імпульси світла в мільйони разів коротше, ніж імпульси світла, створювані найкращими лазерними системами" - розповідає доктор Андреас Іпп (Dr Andreas Ipp), вчений з Інституту теоретичної фізики Віденського технологічного університету.
Імпульси світла, створені зіткнень важких іонів, згідно з попередніми розрахунками, можуть мати тривалість на рівні йоктосекунд або 10^-24 секунди. Такий порядок вимірювання часу вже наближається до тривалості проміжку часу, який буде потрібно фотона світла на подолання Планковскої довжини, однією з базових фізичних констант, що дорівнює 1.6*10^-35 метра. Фотон долає цю відстань за 10^-44 секунди, що вважається самим коротким фізичним проміжком часу, квантом часу.
Новий метод вимірювання часу досі перевірявся тільки за допомогою комп'ютерного моделювання, але він може бути реалізований після установки на колайдер в 2018 році нового елемента обладнання, який називається передній калориметр (forward calorimeter).