Norint tyrinėti visatos ištakas bei atomų elgesį, mokslininkams reikia dalelių greitintuvų. JAV energetikos departamentas paskelbė, kad Brookhaveno nacionalinėje laboratorijoje Long Islande, Niujorko valstijoje, bus pastatytas elektronų jonų greitintuvas – „Electron-Ion Collider“.
JAV energetikos departamentas paskelbė, kad Brookhaveno nacionalinėje laboratorijoje Long Islande, Niujorko valstijoje, bus pastatytas elektronų jonų greitintuvas – „Electron-Ion Collider“ (EIC).
Brookhavene šiuo metu veikia „Relativistic Heavy Ion Collider“ įrenginys
© Brookhaveno nacionalinė laboratorija
Norint tyrinėti visatos ištakas bei atomų elgesį, mokslininkams reikia dalelių greitintuvų.
Mums jau yra gana gerai žinomas 27,7 km ilgio CERN hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas (LHC) ir naujasis įrenginys taip pat bus įrengtas po žeme. Žiedinės formos „EIC“ įrenginiu keliaus protonai ir elektronai link vienas kito šviesos greičiu.
Kai tik subatominės dalelės susiduria, jos ištirpsta į plazmą, tokią pačią, kokia susidarė iškart po Didžiojo sprogimo.
Dėl šios priežasties vienas žymiausių pasaulio fizikų Stephenas Hawkingas tokius dalelių greitintuvus yra palyginęs su laiko mašinomis.
Įdomu yra tai, kad Brookhavene jau veikia vadinamasis „Relativistic Heavy Ion Collider“ įrenginys, kuris dar vadinamas „RHIC“ (tariama Rikas aut. past.). Ir tai yra vienintelis JAV veikiantis dalelių greitintuvas. Jau įrengtas požeminis žiedas yra beveik 4 km ilgio.
Tad šioje vietoje naujasis „EIC“ pakeis esamą „RHIC“. Laboratorija mano, kad „RHIC“ bus visiškai uždarytas 2024-aisiais.
Čia įsikūrusi Brookhaveno nacionalinė laboratorija © Brookhaveno nacionalinė laboratorija
Senasis „RHIC“ dirbo 8-erius metus ir jis kainavo 617 mln. JAV dolerių. Remiantis JAV energetikos departamento duomenimis, naujasis „EIC“ kainuos kur kas daugiau – nuo 1,6 iki 2,6 mlrd. dolerių ir turėtų pradėti veikti iki 2030-ųjų metų.
Gera žinia yra ta, kad nereikės visų darbų pradėti nuo nulio. Planuojama panaudoti vieną iš „RHIC“ žiedų.
Čia dar reikėtų paminėti, kad „EIC“ veikimas skirsis nuo senesniojo „RHIC“. Jei pastarojo atveju vienas kito atžvilgiu lekia aukso jonai, tai „EIC“ įrenginyje susidurs elektronai ir protonai.
Tokie dalelių susidūrimai suteiks mokslininkams naujų žinių ir ši technologija netgi lyginama su savotiška „atomų kompiuterine tomografija“.
Mokslininkai jau žino, kad protonus sudaro dar mažesnės dalelės, vadinamos kvarkais. O Juos tarpusavyje laiko gluonai. Jėga, laikanti šiuos kvarkus drauge, yra daugiau nei 100 kartų galingesnė už elektromagnetinę jėgą. Tai pati stipriausia ir paslaptingiausia jėga gamtoje.
Mokslininkai tikisi, kad „EIC“ įrenginys leis jiems geriau suprasti, kaip yra išsidėstę kvarkai su gluonais ir kodėl jie tarpusavyje yra taip stipriai surišti.
Tyrėjai taip pat tikisi, kad šis įrenginys padės išspręsti dešimtmečius fizikus kankinančią mįslę.
Yra žinoma, kad protonai sukasi panašiai, kaip Žemė sukasi aplink Saulę. Kvarkai esantys protonų viduje taip pat sukasi, tačiau jų sukimasis sudaro tik ketvirtadalį viso protono sukimosi. Ir fizikai jau daugiau nei 30 metų bando išsiaiškinti kodėl taip yra.
„EIC“ galėtų leisti kontroliuoti protonus ir susidūrimo metu jie suktųsi reikiamu kampu, ko iki šiol neįmanoma pasiekti kitomis priemonėmis.
Tokių paslapčių atskleidimas turi ir praktinių panaudojimo galimybių. Sužinoję daugiau apie atomo struktūrą, mokslininkai galėtų padėti išsiaiškinti, kaip nugalėti vėžines ląsteles, patobulinti baterijas ir elektroniką bei tokios žinios leistų sukurti ateities technologijas, kurių šiuo metu dar net negalime įsivaizduoti.
„Kol neturėsime EIC, daugelyje branduolinės fizikos sričių nepasieksime pažangos“, – žurnalui „Nature“ teigia buvęs Branduolinių mokslų patariamojo komiteto pirmininkas Donaldas Geesamanas.
Visgi, naujasis dalelių greitintuvas dar nėra visiškai patvirtintas projektas. Kaip banaliai benuskambėtų, JAV Kongresas dar turi patvirtinti biudžetą, o Energetikos departamentas turės pasirašyti projektavimo ir statybos sutartis. Belieka tikėtis, kad biurokratizmas nenužudys mokslo pažangos.
