Ακόμα και στο σχολείο, διδάσκουν ότι το φως είναι το ταχύτερο στη φύση και είναι σε θέση να καλύψει τεράστιες αποστάσεις σε λίγα δευτερόλεπτα. Αλλά ποιο αντικείμενο θεωρείται το γρηγορότερο μετά το φως;
Ταχύτητα φωτός
Παρά το γεγονός ότι το φως θεωρείται άυλο αντικείμενο, αποτελείται εξ ολοκλήρου από πραγματικά σωματίδια - φωτόνια που έχουν μηδενική μάζα σε ηρεμία. Όντας σε κενό, κινούνται στο διάστημα με ταχύτητα 299 792 458 m / s, η οποία σήμερα θεωρείται ο ταχύτερος δείκτης ταχύτητας.
Ενδιαφέρον γεγονός: απόσταση από τη Γη έως τον Ήλιο, με μήκος 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα, το φως περνά σε 8 λεπτά 19 δευτερόλεπτα.
Η ταχύτητα του φωτός χρησιμοποιείται ενεργά από τους ανθρώπους στην καθημερινή ζωή, ξεκινώντας από τη θερινή θέρμανση από τις ακτίνες του ήλιου και τελειώνει με τη μετάδοση σημάτων και πληροφοριών.
Το γρηγορότερο αντικείμενο μετά το φως
Δεδομένης της υψηλής ταχύτητας του φωτός, μπορεί να φαίνεται ότι στο σύμπαν δεν υπάρχουν πράγματα που μπορούν να κινηθούν τουλάχιστον κατά το ήμισυ πιο αργά. Αυτό θεωρήθηκε για μεγάλο χρονικό διάστημα, μέχρι τις 15 Οκτωβρίου 1991, Αμερικανοί επιστήμονες έκαναν μια εκπληκτική ανακάλυψη.
Στην ατμόσφαιρα της Γης, πρωτόνια με τεράστια ορμή εντοπίστηκαν χρησιμοποιώντας ειδικό ανιχνευτή Fly's Eye. Παρά το μικροσκοπικό τους μέγεθος, τα σωματίδια κατείχαν την ενέργεια μιας μπάλας τένις που πετάει με ταχύτητα 150 km / h. Αυτό τους επέτρεψε να επιταχυνθούν σε μια ταχύτητα που σχεδόν συμπίπτει με το φως. Ονομάστηκαν σωματίδια OMG (πρωτόνια «Ω Θεέ μου»).
Οι επιστήμονες μπόρεσαν να αποδείξουν ότι πάνω από 215.000 χρόνια το OMG ταξιδεύει σε απόσταση που είναι μόνο ένα εκατοστό μικρότερη από τη διαδρομή που ταξιδεύει το φως και η ταχύτητά της είναι 99,999999999999999999999999951% του φωτός. Έτσι, το "Θεέ μου" θεωρούνται τα δεύτερα ταχύτερα αντικείμενα στο σύμπαν. Μέχρι σήμερα, έχουν καταχωριστεί περίπου εκατό τέτοια σωματίδια.
Οι επιστήμονες άρχισαν να συγκρίνουν τις ιδιότητες του OMG με τη συμπεριφορά των σωματιδίων που είναι διασκορπισμένα σε έναν συγκολλητή αδρονίου. Αποδείχθηκε ότι κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης με την ατμόσφαιρα της Γης, τα πρωτόνια ξόδεψαν μια μεγάλη ποσότητα κινητικής ενέργειας και η τιμή του τελευταίου αποδείχθηκε 50 φορές μεγαλύτερη από την αντίστοιχη που απελευθερώθηκε κατά τη σύγκρουση σωματιδίων στον επιταχυντή.
Ταχύτητα σωματιδίων στο Hadron Collider
Αφού ο μεγάλος συγκολλητής ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων σταμάτησε να λειτουργεί το 2000, αποφασίστηκε να κατασκευαστεί ένα βελτιωμένο μοντέλο. Πίσω στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του '80, οι επιστήμονες δημιούργησαν διάφορες εξελίξεις και σχέδια, τα οποία άρχισαν να εφαρμόζονται το 2001.
Ενδιαφέρον γεγονός: περίπου 10 χιλιάδες επιστήμονες από 100 χώρες συμμετείχαν στην ανάπτυξη και την κατασκευή, και οι περισσότεροι από αυτούς εξακολουθούν να εργάζονται σε ένα collider.
Το Hadron Collider κυκλοφόρησε το 2008, αλλά μετά από μερικές εβδομάδες μια από τις επαφές του έλιωσε και προκάλεσε ατύχημα. Εξαιτίας αυτού, η εργασία έπρεπε να σταματήσει μέχρι τα μέσα του 2009. Έχοντας τακτοποιήσει την εγκατάσταση, οι εργαζόμενοι και οι επιστήμονες συνέχισαν τα πειράματα. Η κύρια δραστηριότητά τους ήταν η σύγκρουση διαφόρων σωματιδίων σε υψηλές ταχύτητες και η μελέτη των προϊόντων που προέκυψαν κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.
Μία από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις που έγιναν με τη βοήθεια της εγκατάστασης είναι η ανακάλυψη ενός στοιχειώδους σωματιδίου - του μποζονίου Higgs, η ύπαρξη του οποίου ο επιστήμονας προέβλεψε το 1964.
Και αν την πρώτη φορά μετά το ατύχημα, οι επιστήμονες δεν τολμούσαν να χρησιμοποιήσουν την πλήρη ισχύ του συγκρουστή, τότε σταδιακά άρχισαν να διασκορπίζουν τα σωματίδια γρηγορότερα. Ο σχεδιασμός της συσκευής είναι μια κλειστή σήραγγα, η περιφέρεια της οποίας είναι 26.659 μ. Το σωματίδιο κινείται σε κύκλο με μια συγκεκριμένη ταχύτητα και η μέγιστη τιμή αυτής της τιμής λήφθηκε όταν ξεκίνησαν πρωτόνια με ενέργεια 7 TeV: η ταχύτητά τους είναι μόνο 3 m / s πιο αργή από το φως. Αυτό σημαίνει ότι σε ένα δευτερόλεπτο το σωματίδιο κάνει έναν πλήρη κύκλο περίπου 10 χιλιάδες φορές. Θεωρητικά, τέτοια πρωτόνια μπορούν να θεωρηθούν τα τρίτα ταχύτερα αντικείμενα στο σύμπαν.
Το πιο γρήγορο αντικείμενο μετά το φως είναι το πρωτόνιο OMG, το οποίο κινείται με την ίδια ταχύτητα. Πάνω από 215.000 χρόνια, το OMG ταξιδεύει μόνο 1 cm λιγότερο από ένα σωματίδιο φωτός.
