¿Qué es un colisionador de partículas?
El colisionador puede utilizar campos electromagnéticos especiales para acelerar partículas a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, bombardear otras partículas y aplastar partículas diminutas que son difíciles de separar, estudiando así sus propiedades estructurales y efectos de aplastamiento. El nivel de energía que pueden alcanzar las partículas es de 400 GeV o incluso superior.
Como centro de investigación para disciplinas básicas, el colisionador se utiliza ampliamente en el campo de la física de altas energías. Hoy hablaremos sobre el papel de los colisionadores de partículas en la astrofísica, que explora el origen de la materia en el universo.
En la segunda mitad del siglo XX, los físicos, ya conscientes de las observaciones de la expansión cósmica y de la teoría del Big Bang, se interesaron por las partículas subatómicas más pequeñas que los átomos en el origen del universo. Si el Big Bang es cierto, se debe demostrar que existe una manera de que un solo Big Bang produzca toda la materia que hay hoy en el universo.
Si los colisionadores de partículas pueden revelar la verdadera naturaleza de la materia, podríamos descubrir cómo se creó la materia más básica en el Big Bang. Por otro lado, si los experimentos muestran que es imposible crear la materia más básica en el Big Bang, entonces no se puede establecer la teoría del Big Bang.
Los colisionadores de partículas modernos son muy grandes. Por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo. Su anillo acelerador de túnel subterráneo tiene 17 millas de largo y fue construido por universidades y laboratorios en 34 países.
El colisionador de partículas puede acelerar millones de partículas a 99,999 la velocidad de la luz. El flujo de partículas se eleva 11.245 veces por segundo en un anillo de aceleración con una circunferencia de 27 kilómetros. La trayectoria de las colisiones de partículas descubierta experimentalmente es el espectáculo de colisión de partículas más avanzado en la exploración del origen del universo. Los resultados experimentales importantes incluyen los mesones B, W/- y z. El descubrimiento de partículas iguales.
Los científicos plantean la hipótesis de que cada vez que una partícula se rompe o desintegra, irá acompañada de la conversión y liberación de energía. ¿Puede un colisionador probar esto?
En primer lugar, en los experimentos de colisión de partículas, los científicos miden con precisión cuánta energía se libera cuando los electrones y los átomos chocan. Muestra que la energía y la masa se pueden convertir entre sí de cierta manera y también se ha medido el aumento de masa de partículas que se acercan a la velocidad de la luz. Los resultados experimentales verificaron una vez más la precisión de la teoría especial de la relatividad de Einstein, es decir, E = MC^2. La masa y la energía se pueden convertir entre sí.
En segundo lugar, los científicos han podido alcanzar brevemente la temperatura del Big Bang original en 1 segundo en un colisionador de alta potencia. Lo que sucede en la colisión en este momento es que a temperaturas extremadamente altas, las huellas de partículas después de la colisión tienen una diferencia de tiempo de retraso muy corta, es decir, primero se genera energía pura después de la colisión, y luego se generan huellas de partículas en esta energía. . Éste es, en primer lugar, el origen de la materia. La explicación obtenida de este experimento es consistente con todas las demás evidencias conocidas de la existencia del Big Bang y es consistente con los modelos matemáticos de que el universo comenzó con el Big Bang. La teoría del Big Bang vuelve a estar respaldada por evidencia experimental.
Los resultados de los experimentos de colisión de múltiples partículas del equipo de investigación muestran que las partículas se pueden convertir en energía, y la energía también se puede convertir en partículas en un colisionador de partículas. La energía es la más fundamental en comparación con toda la materia. La cantidad total de suficientes partículas residuales producidas en el Big Bang para formar toda la materia del universo actual.
Esta es la respuesta que da el colisionador de partículas. En este sentido, ¿el universo no lo es? ¿Crear algo de la nada? Proviene de energía que no es ni tangible ni intangible.