Большой адронный коллайдер (БАК), самый мощный на сегодняшний день ускоритель частиц, принадлежащий CERN, в будущем станет еще и самым быстрым, самым точным "секундомером" в мире благодаря новому методу измерения промежутков времени, разработанному учеными Венского технологического университета, Австрия.
Это измерение времени основывается на чрезвычайно коротких импульсах света, возникающих в те моменты, когда тяжелые ионы, ядра атомов тяжелых элементов, таких как свинец, сталкиваются на высоких скоростях внутри коллайдера.
В настоящее время не существует ни технологии, ни оборудования, способных измерить характеристики световых импульсов, о которых речь шла выше. Но, новое оборудование, которое будет установлено учеными CERN на коллайдер в 2018 году, позволит ученым измерять чрезвычайно короткие промежутки время с помощью этих импульсов света с самой высокой точностью на сегодняшний день, согласно пресс-релизу, опубликованному в журнале Physical Review Letters Американского физического общества.
Для измерения коротких промежутков времени ученые используют сверхкороткие импульсы лазерного света. В настоящее время ученым удалось добиться получения импульсов света, длительностью в несколько аттосекунд, 10^-18 секунды. Но эти рекордные значения могут стать еще меньше, благодаря новому “секундомеру”, в роли которого будет выступать Большой адронный коллайдер.
“Столкновения ядер атомов тяжелых элементов внутри коллайдеров, таких как БАК (Большой адронный коллайдер) или RHIC (Релятивистский коллайдер тяжелых ионов, Relativistic Heavy Ion Collider), могут создать импульсы света в миллионы раз короче, чем импульсы света, создаваемые наилучшими лазерными системами” – рассказывает доктор Андреас Ипп (Dr Andreas Ipp), ученый из Института теоретической физики Венского технологического университета.
Импульсы света, созданные столкновениями тяжелых ионов, согласно предварительным расчетам, могут иметь длительность на уровне йоктосекунд или 10^-24 секунды. Такой порядок измерения времени уже приближается к длительности промежутка времени, которое потребуется фотону света на преодоление Планковской длины, одной из базовых физических констант, равной 1.6*10^-35 метра. Фотон преодолевает это расстояние за 10^-44 секунды, что считается самым коротким физическим промежутком времени, квантом времени.
Новый метод измерения времени до сих пор проверялся только с помощью компьютерного моделирования, но он может быть реализован после установки на коллайдер в 2018 году нового элемента оборудования, который называется передний калориметр (forward calorimeter).