چرا یک فیزیکدان می خواهد برای ساخت یک برخورد دهنده ذرات در ماه

ما به عنوان پروب عمیق تر به درونی ترین فعالیت های جهان ما, فیزیک ذرات آزمایش تبدیل شده اند بیشتر از همیشه پیچیده است. به منظور فاش کردن اسرار ریزترین ذرات زیر اتمیفیزیکدانان باید colliders و آشکارسازهای به عنوان سرد به عنوان امکان حذف هوا به عنوان آنجا که ممکن است نگه داشتن آنها را به عنوان هنوز هم به عنوان ممکن است به نتایج قابل اعتماد.

بنابراین حداقل یک فیزیکدان است درخواست: اگر ما فقط قلم همه که و راه اندازی ما فیزیک ذرات آزمایش بر روی ماه?

مرتبط با: 5 عجیب و غریب, سرد, چیزهایی که ما به تازگی آموخته ام در مورد ماه

یک پیشنهاد منتشر شده به preprint پایگاه arXiv در اوایل سال جاری استدلال می کند که ماه است که در واقع یک محل مناسب برای انجام فیزیک انرژی بالا است.

آن را سرد. بسیار سرد است. با جو ندارد و هیچ آب وجود دارد هیچ چیز برای انتقال گرما از نور خورشید از یک مکان به مکان دیگر. در شب و با خورشید در زیر افق شیب درجه حرارت به منفی 100 درجه فارنهایت (منهای 73 درجه سانتیگراد) — در طیف وسیعی از نمونه های برودتی نصب setups در زمین. در طول روز چیزهای کمی داغتر رسیدن به بیش از 100 F (38 C). اما به عنوان یخ tucked دور در سایه قمری چاله ثابت می کند همه شما نیاز به خنک کردن خود کمی از سایه. دوباره با هوا یا آب مناطق از نور مستقیم خورشید در حال خوش و سرد.

فیزیکدانان نیاز به کسانی که در هوای سرد برای چند دلیل. در شتاب دهنده دمای سرد اطمینان حاصل شود که ابررسانا آهن ربا استفاده می شود برای پرت کردن ذرات در داخل شتاب دهنده نزدیک به سرعت نور نمی ذوب خود را. دوم داغتر یک آشکارساز بیشتر سر و صدا شما را مجبور به مقابله با تلاش برای اذیت کردن کوچک سیگنال ها را از ذرات زیر اتمی. (بیشتر در گرما برابر بیشتر مولکول های ارتعاشی که برابر بیشتر سر و صدا است.)

علاوه بر درجه حرارت سرد این واقعیت است که ماه دارای جو ندارد نیز یک مزیت عمده. فیزیکدانان را به جلو و تمام هوا از شتاب دهنده و آشکارسازهای — نمی خواهم خود را نزدیک-به-سرعت-از-ذرات نور را با شدت بهم زدن به یک سرگردان نیتروژن مولکول قبل از اینکه شما حتی شروع کنید. اما ماه دارای یک خلاء 10 بار بهتر از هر چیزی فیزیکدانان را تولید کرده اند در آزمایش های خود را. و آن را به طور طبیعی و بدون هیچ گونه تلاش در همه.

در نهایت به دلیل جزر و مدی قفل — معنی ماهواره ای ما بدن طول می کشد و همان مقدار از زمان به چرخش در مورد محور خود (آن دوره چرخشی) به عنوان نشانی از آن را به مدار زمین — ماه را نگه می دارد همان صورت به سوی زمین در تمام زمانها. این به این معنی قمری ذرات پرتو می تواند اشاره به سمت تشخیص آزمایشگاهی بر روی زمین و بهره گیری از راه دور بدون نیاز به کار بسیار سخت به چین راه اندازی.

قمری neutrino کارخانه

شاید مهمترین استفاده از یک قمری فیزیک آزمایش می تواند به عنوان یک منبع نوترينو. نوترينو ها شبح مانند زیرک کوچک ذرات که هیچ بار الکتریکی و به سختی هر گونه توده در همه. این را قادر می سازد آنها را برای نقل مکان کردن از طریق مواد طبیعی و بدون همیشه به سختی متوجه — صدها میلیارد نوترينو در حال عبور از بدن شما در حال حاضر و شما نمی توانید احساس یک چیز است.

مرتبط: 18 بزرگترین اسرار حل نشده در فیزیک

نیازی به گفتن نیست نوترينو سخت به مطالعه و درک کنند. آنها ساخته شده در مقادیر فراوان در واکنش های هسته ای پس همه آن را خواهد بود به چوب یک نیروگاه هسته ای در ماه و اجازه دهید آن را پاره. این نوترينو که آن را تولید خواهد مسابقه به زمین که در آن ما می تواند آنها را انتخاب کنید و آنها را مطالعه.

یکی تشدید و مرموز اموال نوترينو است که آنها قادر به تغییر نوع (یا "طعم" در فیزیک اصطلاحات) به عنوان آنها پرواز. با داشتن یک فاصله جدا neutrino نسل و تشخیص ما را بیشتر نوترينو شانس خود را برای "تغییر طعم" و ما بهتر می تواند درک این رفتار است. ماه کامل می سازد منبع: آن را به اندازه کافی دور است که ما می تواند مسافت های طولانی, اما به اندازه کافی نزدیک است که ما می تواند ضبط نوترينو به مقدار کافی به واقع مطالعه (و احتمالا همچنین عیب یابی تسهیلات اگر چیزی را اشتباه می رود).

که نیاز به زمین به هر حال ؟

نوترينو تنها چیزی که نمی تسهیلات در ماه می به ساقه در زمین است. حتی ما قدرتمند ترین ذرات colliders نمی تواند به انرژی است که طبیعت قادر به تولید برای راه اندازی ذرات (و اگر ما که دقیق نمی توانیم حتی نزدیک به یک میلیاردم از کسانی که انرژی). در هر ثانیه از هر روز پر انرژی ذرات آمده screeching به ما جو ضربه زدن بیش از چند مولکول و انتشار یک از ذرات محصولات جانبی قبل از برخورد به زمین است.

شناخته شده به عنوان کيهانی این ذرات آمده از برخی از مهمترین منابع انرژی در جهان (فکر می کنم supernovas) اما آنها ضعیف است. بنابراین آنچه که ما واقعا می تواند استفاده از یک اشعه کیهانی تفنگ - چیزی که تولید آنها را در جایی دیگر و انفجار آنها را به ما جو بنابراین ما می توانیم آنها را مطالعه. چگونه در مورد ... ماه ؟ یک مرکز در ماه می تواند تولید انرژی بالا ذرات در مقدار بزرگ ساقه آنها را در جو ما و اجازه دهید ما مشاهده نتیجه دوش از زمین کمک به ما در درک بهتر این انرژی بالا سمت از جهان است.

اما چرا توقف وجود دارد ؟ چرا که نه فقط با قرار دادن آشکارسازهای در ماه بیش از حد ؟ کامل فیزیک ذرات آزمایش با منبع شتاب دهنده و سنج در ماه ارائه می دهد چندین مزیت بیش از زمین-سیستم های مبتنی بر. شماره یک تنگنا در اینجا نیاز به یک بسیار تحت کنترل خلاء که ميميرد زمین آزمایش شود نسبتا جمع و جور است.

اما در ماه شما می توانید یک خلاء به صورت رایگان. و این خلاء خیلی خیلی بهتر از یک مورد استفاده در particle collider آزمایش. شما می توانید به ساخت تاسیسات خود را به عنوان بزرگ به عنوان محتوای قلب خود را بدون یک بار نیاز به سرمایه گذاری در یک پمپ هوا. که کاملا مزیت است.

گمان می کنم وجود دارد جزئی ویژگی های چالش واقع شدن وجود دارد و ساختمان پیچیده آزمایش در ماه, اما یک بار که حل فیزیک می کنید قمری مبتنی بر افزایش دهد.

در اصل منتشر شده در Live علم.