Поиск новых частиц на БАК расширяют
С 1960-х годов ученые открыли более десятка фундаментальных частиц. Все они идеально вписываются в теоретическую структуру, известную как Стандартная модель, лучшее описание субатомного мира, которое имеют физики. Бозон Хиггса, который был открыт совместно экспериментами CMS и ATLAS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН в 2012 году, был последней фундаментальной частицей, предсказанной Стандартной моделью. Несмотря на это важное открытие, у ученых все еще остается много вопросов о фундаментальных строительных блоках Вселенной. Исследователи знают, что Стандартная модель неполна и не может объяснить многие физические явления, ярким примером которых является темная материя. Ученые всего мира раздвигают границы стандартной модели и ищут новые частицы, которые могут помочь объяснить нерешенные вопросы внутреннего устройства Вселенной. «Мы занимаемся поиском новых частиц», — сказал Кристиан Пенья, руководитель группы экзотических частиц CMS и ученый Национальной ускорительной лаборатории Ферми Министерства энергетики США. «Вот для чего мы здесь».
Пенья и другие ученые из Фермилаб недавно сотрудничали со своими международными коллегами по CMS, чтобы создать новый инструмент, который позволит им искать частицы, которые могут путешествовать на расстояние от 1 до 10 метров, прежде чем распадаться на более стабильные побочные продукты. Сейчас ученые анализируют новый набор данных, полученный с помощью этого инструмента. По словам Пенья, они либо найдут новую физику, либо установят самые строгие ограничения в поиске долгоживущих частиц: класса теоретических частиц, которые могут путешествовать глубоко в детектор, прежде чем создавать видимые сигналы. «Наш набор данных больше не удваивается каждые шесть месяцев, как это было в самом начале программы», — говорит Серго Джиндариани, старший научный сотрудник Fermilab. «Места, где мы еще могли бы сделать быстрые открытия, — это места, куда мы раньше не заглядывали, и долгоживущие частицы являются примером этого».
Когда ученые строили эксперименты для БАКа, они предполагали, что новые частицы будут вести себя так же, как те, которые они открыли в прошлом, и очень быстро распадаться. Например, топ-кварк, открытый в Фермилабе в 1995 году, имеет время жизни примерно 5*10^–25 секунд. Это настолько короткое время, что топ-кварки распадаются прежде, чем успевают переместиться на длину атома водорода. Но сейчас все больше ученых ставят под сомнение это предположение. «Мы осмотрели все места и пока ничего не нашли», — сказал Пенья. «Мы знаем, что можем добиться большего, используя время жизни частиц». Ученые уже знают, что частицы имеют широкий диапазон времени жизни. Например, нижние кварки могут пройти несколько миллиметров, прежде чем распадутся, а мюоны могут пройти несколько сотен метров. Сегодня ученые задаются вопросом: а что, если где-то посередине появятся новые частицы? Даже если эти долгоживущие частицы крайне редки, у CMS все равно будет хороший шанс увидеть их, если они производятся БАКом.
«Мюонная система CMS содержит много материала, поэтому, если долгоживущие частицы распадаются внутри нашего детектора, мы должны увидеть поток частиц в мюонных камерах», — сказал Пенья. «Подпись очень мощная». Но вопрос заключался в том, смогут ли ученые обнаружить эти неожиданные потоки частиц, скрывающиеся в их данных. БАК производит около миллиарда протон-протонных столкновений каждую секунду. Поскольку более 99,99% столкновений порождают неинтересные частицы и физические явления, ученые используют устройства сортировки данных, называемые триггерами. Триггеры выбирают верхние 0,01% событий, которые будут обработаны и сохранены во всемирной вычислительной сети LHC, а остальные отбрасываются. «CMS — чрезвычайно успешный детектор», — сказал Джиндариани. «Он действительно соответствует физике, для которой был разработан. Но долгоживущие частицы не были чем-то, что люди имели в виду, когда разрабатывали триггерную систему CMS».
Команда поняла, что если они хотят повысить свои шансы на обнаружение долгоживущих частиц с помощью эксперимента CMS, им необходимо обновить триггер CMS, чтобы искать поразительные и своеобразные сигнатуры, которые эти частицы, как ожидается, оставят в детекторе. «Благодаря специальному триггеру мы увидели, что можем на порядок повысить чувствительность этих поисков», — сказал Джиндариани. Но обновление триггера всегда является сложной задачей. На протяжении всего сотрудничества с CMS требовалась помощь и опыт исследователей и инженеров. Джиндариани отметил, что система запуска опирается на многочисленные потоки данных из разных частей детектора. Эти потоки данных работают как дороги в городе и позволяют данным течь из самых отдаленных частей детектора в центр обработки «центра города», где данные компилируются и быстро оцениваются алгоритмами. Добавление нового потока данных похоже на добавление велосипедной дорожки в и без того оживленный мегаполис. «Это должно будет сосуществовать с другими триггерами», — сказал Джиндариани. «Это деликатная игра; мы не хотим повредить то, что уже есть».
После тщательного анализа триггера CMS и обсуждений с коллегами команда поняла, что это возможно благодаря нескольким неиспользованным фрагментам, оставшимся от первоначального дизайна. Но затем возникла проблема фактического внедрения нового триггера в обработку данных эксперимента. «Как только все были готовы к концептуальной реализации, нам нужно было заняться прошивкой и программным обеспечением», — сказал Джиндариани. Прошивка предоставляет базовые машинные инструкции, которые позволяют аппаратному обеспечению — в данном случае программируемым пользователем вентильным матрицам — работать в соответствии с запрограммированным алгоритмом. FPGA могут быть очень быстрыми, но часто не очень динамичными. «FPGA имеют ограниченную вычислительную мощность, а триггерные алгоритмы CMS очень требовательны к ресурсам», — сказал Джиндариани. «Нам нужно было проявить смекалку, чтобы не перегрузить возможности FPGA». Поскольку БАК заставляет протоны сталкиваться каждые 25 наносекунд, их новый триггер также должен был быть быстрым.
«Мы привязаны к временным интервалам», — сказал Джиндариани. «Алгоритм должен быть выполнен за несколько сотен наносекунд. Если это займет больше времени, то он недостаточно хорош. Эта работа стала возможной только благодаря совместной работе сильной команды ученых и инженеров». Даже после того, как проблемы управления ресурсами и сроками были решены, команде все равно пришлось устранять несколько неожиданных проблем. На этапе тестирования они увидели, что триггер активируется при каждом столкновении. После дальнейшего анализа они обнаружили, что это произошло из-за неисправности передатчика одной из мюонных систем. «Эта проблема существовала и раньше, но другие триггеры ее не видели, потому что не искали ее», — говорит Джиндариани. После того, как все сбои были устранены, триггер оценил все столкновения БАКа, произошедшие в детекторе CMS в период с 2022 по 2023 год (около 10^16, или 10 миллионов миллиардов), и собрал набор данных, содержащий около 10^8 событий. Ученые в настоящее время анализируют этот новый набор данных и надеются получить первые результаты этим летом. «Этот триггер — одно из самых больших нововведений в CMS», — говорит Пенья. «Мы либо найдем новые частицы, либо — если природа этого не хочет — установим более строгие ограничения на долгоживущие частицы».
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Большинство людей хотят заниматься сексом с роботами

Будущие эпидемии могут возникнуть из-за ИИ

В Башкирии жители заметили НЛО в небе

В новом отчете Пентагона по НЛО есть серьезные недостатки

Вычисление точных размеров экзопланет

Зонд для поисков жизни на спутниках Юпитера

Кислород и углерод улетучиваются из магнитосферы Венеры

Мы не готовы к вторжению инопланетян

НЛО замечен небе над Екатеринбургом

Новая идея для космических солнечных батарей

Обнаружены звездные ветры от трех солнцеподобных звезд

Поиски неуловимого Лох-Несского чудовища

Призрак опрокидывает напитки в одном из пабов Британии

Странный сигарообразный НЛО над шоссе в Миссури

Существо-муравей замечено на Марсе

Тёмная материя повышенной плотности существует

Ужасающая реальность ядерной радиации

Уэльс - горячая точка внеземной активности

Человек-сатана сменил имя на Дьявол

Ярчайший гамма-всплеск произошел из-за коллапса звезды

Беспроводная передача энергии поможет изучить Луну

Бывшая жена призрака стала ведьмой

В поисках асимметрии между материей и антивеществом

Какая часть атмосферы Венеры образуется за счет вулканов

Наблюдения НЛО в Канаде продолжаются

НАСА попросили помочь в поисках Лох-Несского чудовища

Необъяснимая аномалия вблизи Антарктиды движется на север

Новый сейсмодатчик для обнаружения лунотрясений

Порнозвезда рассказала о своем столкновении с призраками

Раскрывая секреты НЛО. Взгляд доктора Стивена Грира

Солнечные паруса нового поколения готовы к запуску

Столкновение звезд раскрывает звездную тайну

Терминаторы могут появиться уже в следующем году

Триггеры нового поколения для детекторов ЦЕРН

Удивительные горячие точки НЛО в Техасе

Ученые БАК изучают звездные пути инопланетян

Физика и математика стоящие за 'Задачей трех тел'

Человек появился спустя 30 лет без памяти

Черная дыра замечена вблизи Кейптауна

Черный НЛО замечен над океаном около Тампы

Для изучения астероидов потребуются разумные зонды

Доказательство путешествий во времени

Дьявол будет парить в вышине, вызывая изумление

Если на Европе и есть гейзеры, то они очень слабые

Затмения лежат в основе усилий по изучению экзопланет

ИИ может воспроизвести голос любого человека

Как искусственные сотрудники повлияют на живых

Конспирологи опасаются демонических порталов

Люди плохо разбираются в теориях заговора

Новая свидетельница похищения инопланетянами в Паскагуле

Обнаружена новая молодая и теплая экзопланета

Питательные вещества для жизни на экзопланетах

Платформа из графита левитирует без электричества

Пугающая деталь в паспорте Нео

Роль Млечного Пути в древнеегипетской мифологии

Создатель аугментов вернулся к работе

Техас заменяет тысячи экзаменаторов-людей на ИИ

Технологии НАСА помогают защититься от лунной пыли

Фирма Synchron начинает испытания мозговых чипов на людях

Что будет с Землей, когда погаснет Солнце

Бигфут скрывается в горах с таинственной энергией

Биокомпоненты оказались стабильны в атмосфере Венеры

В Сочи корабли полетели над морем

Звезда бросает вызов происхождению быстрых радиовсплесков

НЛО в Розуэлле по-прежнему окутывает Вашингтон

Паранормальная природа встреч с НЛО и связь между ними

Почему так трудно бурить на поверхности планет

Разоблачители и поиск внеземной жизни

Самое необычное место для отдыха в Колорадо

Смотрите фильмы о непознанном на Netflix

Создали метажидкость с программируемыми свойствами

Тайна мумии русалки раскрыта

Тайна однобокой геологии Луны

Теории заговора вокруг Георга III и королевы Шарлотты

Ужасные рога мужчины-дьявола и женщины-носорога

Ученые БАК пытаются открыть пути инопланетян

Четыре ключевых вопроса об инопланетных технологиях

Что мы могли бы построить из лунного реголита

Южнокорейский зонд приняли за НЛО

Я был похищен долговязыми инопланетянами

Подписка на новости
Наверх