Za najbardziej rozpoznawalny z tamtych instrumentów należy uznać słynny Wielki Zderzacz Hadronów. W przypadku najnowszych badań głównym bohaterem był jednak inny akcelerator, czyli SPS (Super Proton Synchrotron). Za jego sprawą członkowie zespołu badawczego postanowili przekonać się, czy możliwe będzie przewidywanie wpływu rezonansów i zjawisk nieliniowych na wiązki molekuł.
Czytaj też: Naukowcy znaleźli wyjątki od ważnego prawa fizyki. Wszystko przez przezroczyste polimery
O wynikach przeprowadzonych eksperymentów czytamy teraz na łamach Nature Physics. Autorzy publikacji, jak twierdzą, dokonali historycznej rzeczy: przeprowadzili pierwszy pomiar sprzężonej struktury rezonansowej, która wydaje się wpływać na tę utratę. Co ciekawe, choć wcześniej teoretyzowano istnienie struktury rezonansowej, to jej eksperymentalne badanie stanowiło znacznie większe wyzwanie. Wynikało to z faktu, iż wpływa ona na cząstki w czterowymiarowej przestrzeni.
Historia badań w tej sprawie sięga 2002 roku, kiedy to naukowcy zauważyli, że straty cząstek są większe, gdy akceleratory dążą do zwiększenia intensywności wiązki. Wtedy to fizycy zaczęli się zastanawiać nad źródłem tego zjawiska. Próbowali znaleźć rozwiązanie problemu, co miałoby doprowadzić do wzrostu wydajności i intensywności wiązki, co miałoby pozytywne konsekwencje w kolejnych latach.
Na potrzeby eksperymentów naukowcy skorzystali z akceleratora SPS (Super Proton Synchrotron). Z jego pomocą próbowali wyjaśnić, w jakich okolicznościach znikają wiązki cząstek
Jak przyznaje jeden z fizyków zaangażowanych w całe przedsięwzięcie, Frank Schmidt, zrozumienie wpływu rezonansów na stabilność wiązki wymagało ogromnego wysiłku symulacyjnego. Na szczęście doszło do przełomu, a wykorzystane symulacje dowiodły, iż struktury rezonansowe powstające na skutek sprzężenia w dwóch stopniach swobody są jedną z głównych przyczyn znikania wiązki.
Czytaj też: Fizycy głowili się nad tym ponad 100 lat. Wreszcie przewidzieli temperaturę topnienia
Eksperymentalne potwierdzenie tego faktu stanowiło osobne wyzwanie, ponieważ struktury rezonansowe objęte badaniami są czterowymiarowe. Konieczność wykonywania pomiarów nie tylko w płaszczyźnie pionowej, ale i poziomej wywoływała szereg komplikacji. Dzięki monitorom śledzącym położenie cząstek w wiązce udało się określić ich zachowanie w obu płaszczyznach. Za najważniejszy można uznać fakt, że wyniki eksperymentów pokrywają się z danymi zebranymi na podstawie teorii i symulacji.
