Создание новых частиц в столкновениях при высоких энергиях, часто используемое для исследования фундаментальных взаимодействий.Рождение частиц — это создание новых частиц из энергии, обычно в результате столкновений при высоких энергиях или взаимодействий с полями. Этот процесс является фундаментальным в физике частиц, поскольку позволяет учёным исследовать элементарные составляющие материи и силы, управляющие ими. Когда частицы сталкиваются на высоких скоростях, кинетическая энергия может превращаться в массу, порождая новые частицы, которые могут быть нестабильными и быстро распадаться, оставляя следы, регистрируемые детекторами. Именно так был открыт бозон Хиггса и изучаются свойства кварков и глюонов.
Концепция возникла с развитием ускорителей частиц в середине XX века, а первые античастицы были получены в экспериментах с космическими лучами в 1930-х годах. Стандартная модель физики частиц, описывающая рождение частиц, была сформулирована в 1970-х годах.
При столкновении энергия, доступная в системе центра масс, может превышать массу покоя более тяжёлых частиц, что позволяет создавать их согласно E=mc². Новообразованные частицы разлетаются, и их траектории, энергии и продукты распада измеряются детекторами. В некоторых случаях частицы могут также рождаться из вакуумных флуктуаций в сильных электромагнитных или гравитационных полях — явление, наблюдаемое в столкновениях тяжёлых ионов и теоретически предсказанное вблизи чёрных дыр.
Рождение частиц используется в медицинской позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), где позитроны образуются при радиоактивном распаде, а также в протонной терапии рака, где ускоренные частицы создают вторичные частицы, повреждающие опухоли.
При столкновениях с высокой энергией на Большом адронном коллайдере плотность энергии настолько велика, что на мгновение возникает состояние материи, называемое кварк-глюонной плазмой, которое существовало через несколько микросекунд после Большого взрыва.
Статей пока нет