Переход:
.....Назад.....Содержание.....ВпередСверхсветовые скорости обнаружены на протонном ускорителе HERA?
(Продолжение )
Ниже приведена переписка по сверхсветовым скоростям в ускорителе HERA на форуме журнала Мембрана.
Рассмотрев весь файл [1], сначала (2 ноября в 20:51) я сделал следующие выводы (тогда я еще не знал, что протоны инжектируются в ускоритель HERA с кинетической энергией около 40 ГэВ).
1) Изображенные на стр. 7 файла [1] три "поезда" протонных банчей, так прекрасно описанных г-ном Sokol в его посте от 27 октября в 20:21, являются структурой банчей в протонном ускорителе HERA после окончания инжекции и до начала ускорения. Эти три поезда движутся со скоростью, примерно равной скорости света в вакууме Со=3*10^8 м/c.(*) u/Co = sqrt[Lo/(Co*t)].
Подставляя в равенство (*) значения Lo=2851 м, t = 96*10^-9 секунд (96 нс), получим
u/Co =sqrt(2851/28,8) = 9,94.
Последняя цифра означает, что
после ускорения в ускорителе HERA протоны движутся
со скоростью, примерно в 10 раз большей скорости
света в вакууме Со.
Цифру можно уточнить более строгими
рассуждениями или непосредственным измерением
периода обращения поездов. Но в первом
приближении информация, имеющаяся в файле
[1] , подтверждает НРТПВ.
Вот, оказывается, что означает "сжатие "
банчей!
На это я получил следующее возражение: "Там {на рисунке в нижней части стр. 15 файле [1]} изображены не три "поезда" а три банча, время между которыми как было так и осталось 96нс."
На это заявление я сделал следующее ВОЗРАЖЕНИЕ:
"Если там [на рисунке в нижней части
стр. 15 файла
[1]] банчи, названные "1st bunch "
(первый банч), "2nd bunch " (второй банч), "3rd bunch
" (третий банч), являются не тремя поездами по
шесть вагонов в каждом, а "три банча, время
между которыми как было так и осталось 96нс ",
то, извините, что из себя представляют те банчи,
которые на этом рисунке названы "side bunch "
(боковые банчи) и показанные стрелками?
Я вам напомню, что те банчи, которые образуют
"вагон ", имеют структуру
*----*----*----*----*----*----*----*---- *----*----
Откуда берутся банчи, названные "side bunch ",
расстояние между которыми значительно меньше 96
нс?"
Если до начала ускорения период обращения протонного сгустка по орбите ускорителя HERA длиной 6336 м был равен 21,12 мкс. Разделив длину орбиты ускорителя (равную 6336 м) на период обращения протонных банчей, получим скорость движения протонов в ускорителе HERA до начала ускорения, равную u/Co = 6336/[2112,3*3] = 0,9999. Промежуток времени, в течение которого мимо неподвижного наблюдателя пролетают 3 "поезда" банчей до начала ускорения протонов, равен 19,63 мкс.
Потом я сделал следующее
УТОЧНЕНИЕ:
"Если после ускорения промежуток
времени на пролет мимо наблюдателя трех поездов
превратился из (21,12 - 1,5)мкс = 19,63 нс в 3*96 нс = 288 нс, то
промежуток времени в 1,5 мкс между концом третьего
поезда и началом первого поезда превратится в (1,5
мкс)/[19630/288]= 22 нс. Таким образом, если продолжить
рисунок на стр. 15 файла
[1], то через 22 нс после конца
третьего поезда мы должны были бы увидеть начало
первого поезда. И это означает, что период
обращения трех поездов по орбите будет равен (3*96 +
22) нс = 310 нс. При длине орбиты ускорителя HERA,
равной 6336 метров, это соответствует скорости
движения протонов, равной u/Co= L/[310*10^-9*3*10^8] =
6336/[0,31*300] = 68, то есть что протоны движутся со
скоростью, в 68 раз большей скорости света в
вакууме".
14 ноября в 03:58 Алексей Соколов
разместил на форуме в "Мембране" следующее
сообщение:
Привет всем!
Особенно г-ну Мамаеву.
Итак, значит, про банчи и сверхсветовые скорости
на HERA. Во первых, все картинки с измеренной
экспериментально банчевой структурой, которые
вы вставили в свой файл [приведена ссылка на эту
страницу, которая сейчас у вас перед глазами],
получены уже ПОСЛЕ ускорения. Рассказываю почему
так. Как я писал, момент пролета банча
экспериментально фиксируется по вызваным им
реакциям на мишени эксперимента HERA-B. Мишень
представляет из себя проволоку (из углеволокна
например), которя может перемещаться поперек
пучка. Работает она в периферийной области пучка,
не залазя в самый центр (больно горячо там!). Так
вот, после инжекции и до окончания ускорения
пучка мишень не вводится в пучок а прячется во
фланце, через который она собственно туда и
вставлена. Так что набор данных до окончания
ускорения НЕ ВЕДЕТСЯ. Вы же считали что один из
графиков - это до ускореня, а второй - после.
Поэтому все ваши выводы, основанные на этом
недоразумении, в корне ошибочны. Второй график (у
вас это Рис.4) является просто фрагментом первого
(у вас Рис.3) только в более крупном масштабе.
Теперь, про сжатие банчей и про боковые банчи.
Сжатие банчей происходит при добавлении в
ускоряющем поле кратной гармоники. В HERA
добавляется четвертая гармоника, поэтому вместо
одной ячейки их становится четыре. Для простоты
картины представьте себе одну большую лунку, на
дне которой бурлит вода, и постепенно эта одна
лунка медленно превращается ряд из черырех
лунок, каждая из которых в четыре раза меньше
первой. Дно одной из лунок совпадает с дном
первой лунки (то есть на самом деле там три лунки
и две половинки по бокам, так чтобы симметрично
было). Теперь вопрос: куда денется вода? Если воды
было немного, то большая ее часть останется в
центре, только теперь лунка стала маленькая,
короткая, вот и лужица там тоже стала маленькая
(но глубокая). Соседние лунки тоже получат
немного воды. Вот примерно таким же образом и
получаются боковые банчи, урвавшие немного
частиц от центрального банча. То есть это -
атрибут операции сжатия банчей. В идеале
хотелось бы чтобы боковых банчей не было, но вот
то что показано на рис.4 - все что удается достичь.
Как и положенно, боковые банчи расположены на
расстоянии около 5 наносекунд от главного.
Вот есть ссылочка: http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/e00/PAPERS/WEOAF102.pdf
. Там написано как примерно таким же образом
из одного банча можно сделать три одинаковых, но
втрое короче. Надо просто варьировать амплитуды
гармоник по-другому (так чтобы сперва вода
растеклась равномерно по всем новым лункам)
Теперь про поле в магнитах - оно растет
пропорционально импульсу частиц. Картинки с
собой нету, в учебниках поищите. Сам лично на
лекции по HERA видел такой график. А вообще-то я
очень вам советую подумать и понять почему
вообще существуют устойчивые банчи, даже если в
пучке есть небольшой разброс энергии. Проще
рассмотреть случай удержания пучка после
ускорения. При этом "равновесная " частица (у
которой частота обращения четко кратна частоте
внешнего поля) будет проходить резонатор в тот
момент когда поле там равно нулю. Опережающая
частца должна увидеть отрицательное поле (чтобы
слегка притормозиться) а отстающая -
положительное, чтобы слегка ускориться.
Получатся такие вот осциляции (синхротронные
колебания) период которых, надо сразу заметить,
много больше периода обращения пучка. А теперь
представьте что частота поля начала "плыть
", например немного увеличиваться. Тогда
равновесная частица уже не будет видеть нулевое
поле, а уже будет видеть поле E= Eo*sin(fi) где fi - фаза,
с которой частица приходит. (В режиме накопления
она равна нулю). В итоге частица начнет
ускоряться. Если частоту вдруг остановить, то
частица ускорится до той энергии, когда ее
частота обращения догонит новую частоту поля.
Таким образом частота фактически управляет
энергией частицы. Если же частота будет расти
слишком быстро, и частица не успеет ускориться,
то синхротронные колебания, которые в точности
напоминают колебания математического маятника с
большим углом отклонения, превратятся из
колебаний во вращение маятника вокруг точки
подвеса (солнышком). При этом ничто не будет
ужерживать банч вместе вокруг его центра, и они
размажутся равномерно по всему кольцу. Это
произойдет за несколько сотен или тысяч
оборотов, то есть за считанные секунды. Чего уж
говорить о случае когда поле имеет совершенно
"левую " частоту. Размазывание произойдет
еще быстрее. А в реальности пучок сохраняет свою
структуру в течение многих часов.
Кстати, средняя часть Рис.3, где не видна
банчевая структура, как вы просили, требует
пояснения. Дело в том что уже при энегриях 920 ГэВ
потери протона на синхротронное излучение
составляют около 10 еВ. Этого достаточно для того
чтобы за несколько часов удержания пучка,
протоны, у которых разброс энергии относительно
"равновесной " частицы близок к максимально
разрешенному, перешел этот рубеж. То есть,
маятник, колеблющийся с амплитудой отклонения
почти 180 градусов стал вращаться вокруг точки
подвеса. Вот такие протоны (их на самом деле
немного), у которых энергия меньше чем
энергетический аксептанс ускорителя,
размазываются вдоль пучка.
В том месте где установлена мишень HERA частицы с
меньшей энергией проходят по более наружней
траэктории, и поэтому мишень, которая заходит на
пучок с наружней стороны, видит их практически
только их, и не видит нормальный пучок. Однако
после нескольких минут в таком режиме все эти
протоны поглощаются в мишени и мишень опять
видит нормальный, банчевый пучок (нижняя часть
Рис.3). Всего хорошего. Соколов.
15 ноября в 14:24 я задал Соколову
вопросы:
О том, как должна изменяться по СТО индукция
магнитного поля в поворотных магнитах, я знаю.
Мне нужны цифры из эксперимента на HERA:
1) C какой кинетической энергией инжектируются
протоны на орбиту длиной 6336 м ускорителя HERA? Или
во сколько раз энергия протонов, инжектируемых в
HERA, меньше энергии в 920 ГэВ?
2) Какая индукция магнитного поля имеется в
поворотных магнитах во время формирования
расписанной вами банчевой структуры 3-6-10 (3
поезда, 6 вагонов, 10 банчей)?
3) Какое значение индукции магнитного поля
имеется в конце процесса ускорения протонов (до
какого значения она увеличивается)? Или во
сколько раз изменяется индукция магнитного поля
в процессе ускорения?
На которые 15 ноября в 16:41
получил следующие ответы:
< <1) C какой кинетической
энергией инжектируются протоны на орбиту длиной
6336 м ускорителя HERA? Или во сколько раз энергия
протонов, инжектируемых в HERA, меньше энергии в 920
ГэВ? > >
Энергия инжекции примерно равна 40
ГэВ
< <2) Какая индукция
магнитного поля имеется в поворотных магнитах во
время формирования расписанной вами банчевой
структуры 3-6-10 (3 поезда, 6 вагонов, 10 банчей)? > >
Эта структура инжектируется в
ускоритель и сохраняется во время ускорения и
сохранения пучка. Магнитное поле при инжекции - 0.2
Тесла, после ускорения - 4,65 Тесла. Взято отсюда: http://tdpc02.fnal.gov/glass/vlhc_workshop/papers/SI_P3.pdf
или отсюда (стр 7), http://www.agsrhichome.bnl.gov/LHC/org/Beam2000/papers/06_Christoph_Montag.pdf , тут даже более точная цифра 0,2667
Тесла при инжекции.
15 ноября в 22:20 я сделал на
Мембране следующую запись:
Теперь мне осталось убедиться в том, что
при измерении структуры банчей в ускорителе HERA
не проявляется эффект, известный под именем
"стробоскопический эффект ". Для этого мне
(думаю и вы в этом заинтересованы) нужно изучить
методику цифрового преобразования информации к
тому виду, который "глаз видит ". Где можно
найти описание этой части аппаратуры ускорителя
HERA?
16 ноября в 19:00 я получил от
Соколова ответ:
< <Теперь мне осталось
убедиться в том, что при измерении структуры
банчей в ускорителе HERA не проявляется эффект,
известный под именем "стробоскопический
эффект " > >
Если бы временное расстояние между
банчами было меньше чем временная разрешающая
способность сцинтиляционных годоскопов, то было
бы видно не отдельные вспышки через равные
промежутки времени, а непрерывный поток (как на
среднем графике из Рис.3). Стробоскопическому
эффекту тут нет места. Кроме того, меня всегда
удивляет в ваших аргументах, почему разница в
периодах обращения между СТО и вашей теорией у
вас всегда получается целым числом? В ереванском
синхротроне - ровно в 96 раз, и не более и не менее.
Для стробоскопического эффекта надо именно
целое количество раз, так получается что на любом
синхротроне построенном где бы то ни было в мире
ошибка именно в целое число раз! Подозрительно
очень. Энергия меняется плавно, а число значит
резко перескакивает.
< <. Для этого мне (думаю и вы в
этом заинтересованы) нужно изучить методику
цифрового преобразования информации к тому виду,
который "глаз видит ". Где можно найти
описание этой части аппаратуры ускорителя HERA? >
>
Единого описания нет, есть много
отдельных дипломных работ и диссертаций, но они
все на немецком.
Недавно я слушал доклад одного парня с DESY, Они
мониторировали с помощью ионизационной камеры
фон вызываемый пучком в ихнем эксперименте (тоже
на HERA). Разрешение камеры ~1мкс. Ускоритель был
наполнен на одну четверть, и они наблюдали четкий
периодический сигнал с периодом 21мкс. Со
скважностью примерно 3. Съем информации с камеры -
само собой очень простой, просто зависимость
тока от времени. Никаких стробоскопов. Вот вам
второй независимый метод, дающий тот же
результат.
17 ноября в 17:17 я
разместил на Мембране мой ответ:
Позвольте усомниться в том, что
"Стробоскопическому эффекту тут нет места ".
Напоминаю, что "стробоскопический эффект " -
это один из видов оптических иллюзий,
заключающийся в слиянии в сознании зрителя в
один образ отдельных изображений движущегося
объекта, наблюдаемых не непрерывно, а в течение
ряда коротких и периодически следующих друг за
другом интервалов времени. Например, при
наблюдении с частотой F1 = 24 Гц вращающегося с
частотой F2 предмета (например, колеса) возникает
иллюзия полной неподвижности предмета, если
частота F2 вращения предмета точно совпадает с
частотой моментов наблюдения F1 или если F2
превышает частоту моментов наблюдения точно в
целое число раз (если F2 = N*F1 Гц, где N = 1, 2, 3, ...).
Поэтому из-за стробоскопического эффекта, если
мы периодически (c периодом, равным 21,12 мкс) в
течение 1 нс (или в течение 0,1 нс) фиксируем
попадание банча протонов в мишень ускорителя HERA
с длиной орбиты 6336 м , то это вовсе не означает,
что этот банч протонов имеет период обращения по
орбите, равный То = 21,12 мкс. Этот же результат
(попадание банча в мишень) мы получим также и при
периоде в целое число N раз меньшем, чем То (при
сорости движения протонов в N раз большей
скорости света Со). И стробоскопическому эффекту
на ускорителе нет места только в том случае, если
вы предполагаете, что движения со сверхсветовой
скоростью в принципе невозможно (что СТО
справедлива). Но согласно НРТПВ сверхсветовые
скорости не запрещены.
Например, согласно НРТПВ зависимость радиуса
кривизны траектории протона в поперечном
магнитном поле определяется формулой (cм. формулу
(9.8) на моем сайте)
(*) R = m0*u/e0*B,
где m0 - масса покоя протона, u - скорость протона, e0
- заряд покоящегося протона, В - индукция
поперечного магнитного поля.
Определяем из формулы (*) скорость u/Co. Получим
(**) u/Co =e0*B*R/(m0*Co).
Подставляем в формулу (**) численные значения
величин для протона и ускорителя HERA (для этапа
инжекции) e0=1,6*10^-19 кулона, В=0,27 тесла, R=779 метров,
m0=1,67*10^-27 кг, Со=3*10^8 м/c. Получим u/Co = 67,2. При такой
скорости период обращения протонов по орбите
будет равен
(***) Т1 = L/u1 = 6336/(67,2*3*10^8) = 314 нс.
Подставляем в формулу (**) численные
значения величин для протона и ускорителя HERA (для
этапа после ускорения) e0=1,6*10^-19 кулона, В=4,67 тесла,
R=779 метров, m0=1,67*10^-27 кг, Со=3*10^8 м/c. Получим u2/Co = 1162.
При такой скорости период обращения протонов по
орбите будет равен
(****) Т2 = L/u2 = 6336/(1162*3*10^8) = 18 нс.
Поэтому согласно НРТПВ мы будем обнаруживать
попадание банча в мишень, наблюдаемую с периодом,
равным 21,12 мкс, как при движении банча с периодом
21,12 мкс, так и с периодом 314 нс, так и с периодом 18
нс.
Поэтому мне хотелось бы узнать мнение других
читателей о возможности объяснения полученных
на ускорителе HERA результатов при помощи НРТПВ и
стробоскопического эффекта.
17 ноября в 18:43 я
получил следующий ответ от Соколова:
Вы кажется неверно представляете себе
процесс измерения. Измерение происходит
НЕПРЕРЫВНО, а 1нс - это только разрешение по
времени, то есть фактически точность. Если банчи
бутут пролетать с периодом 314 или 18 наносекунд то
увидим и их, а если с периодом меньшим чем 1 нс - то
увидим просто постоянный непрерывный ток.
Стробоскопический эффект может проявиться тогда
когда время единичного измерения много меньше
периода между измерениями (как вспышка
стробоскопической лампы - ее длительность
гораздо короче чем период между вспышками).
Сцинтилятор работает непрерывно, а иоизационная
камера - тем более. Расскажите мне пожалуйста,
каким образом здесь может появиться
стробоскопический эффект.
На это 17 ноября в 21:01 я
дал следующий ответ:
Хорошо, давайте уточним, верно ли я
представляю себе процесс измерения в ускорителе
HERA. Между прочим, я это и имел в виду, когда
говорил, что "Для этого мне нужно изучить
методику цифрового преобразования информации к
тому виду, который "глаз видит".
Итак, когда я вижу, например, рис. 3, приведенный на
моей странице http://www.acmephysics.narod.ru/b_r/hera.htm
(cм. стр. 9 рекомендованного вами файла), то процесс
измерения я представляю себе так.
Имеется 40 каналов, каждый из которых начинается
со схемы совпадения. На каждую из схем совпадения
подается два сигнала. Первым сигналом является
строб длительностью 24 нс. Вторым сигналом
являются сигналы, поступающие с датчика
взаимодействий ускорителя HERA. При этом сигналы с
датчика взаимодействий подаются одновременно на
вторые входы схем совпадения всех 40 каналов.
Стобы же, которые подаются на первый вход схемы
совпадения каждого канала, имеют одинаковую
длительность во всех каналах, но начало строба
второго канала совпадает с концом строба первого
канала, начало строба третьего канала совпадает
с концом строба второго канала и так далее.
С выхода схем совпадения каждого канала импульсы
подаются на счетчик импульсов каждого канала.
Показания счетчика N-того канала после окончания
строба N-того канала и является тем числом
взаимодействий, которое изображается по оси
ординат рисунка 3 и которое названо
"количеством взаимодействий за 24 нс". После
окончания строба последнего канала мы и получим
на счетчиках всех каналов числа, нанеся которые
на график, мы и получим один из рис. 3 (а, b, или с).
Правильно ли я понимаю методику получения той
информации, которую видит наш глаз на рис. 3 или
нет?
И 18 ноября в 00:04 я получаю
ответ от Соколова:
Нет, к сожалению неверно. Гистограммы на
рис.3 и рис.4 - это результат дальнейшей обработки
первичных данных. Первичные данные представляют
из себя показания таймера, снятые в те моменты
времени когда амплитуда сигнала с сцинтиляторов
превосходила некоторую пороговую величину (см.
на стр 19), так чтобы отсечь шумы. Далее из этого
массива данных(точек во времени) строились
гистограммы (рис 3 и 4 в ващем файле). Щирина одного
бина в гистограмме на рис3 составляла, как я
понимаю, 24 нс, а в гистограмме на рис 4 (где
использовался тот же массив данных)- около 0.5 нс
(это на глаз, точно сказать не могу). Этой системой
детекторов можно было бы рассмотреть банчевую
структуру идущую с периодом начиная примерно от 2
нс. Так называемые "side bunches ", отстоящие на
расстояние 4.8 нс друг от друга, уже довольно
неплохо просматриваются, как видно из того же
Рис.4.
На это я дал 19 ноября в
06:49 следующий комментарий:
Вы высмеяли мои слова "Если есть строб,
то может быть и стробоскопический эффект ".
Между тем в описываемой вами процедуре
наблюдения за частицами на орбите HERA мы
наблюдаем за поведением огромной совокупности
протонов в одном-единственном сечении орбиты
перпендикулярной к ней плоскостью (окно
наблюдения). И обнаруживаем, что сформированная в
момент инжекции протонов структура 3-6-10 (три
поезда, шесть вагонов, десять банчей) пересекает
эту плоскость с периодом, соответствующим
кажущейся скорости движения этой структуры
равной скорости света Со.
Размышления на тему "как это может быть с
позиций НРТПВ " привели меня к следующим
предварительным результатам.
Такая разновидность стробоскопического эффекта
возможна (в принципе) в том случае, если
совокупность обращающихся по орбите протонов
обращается по орбите с большим количеством
частот (с различными скоростями, большими во
много раз скорости света Со).
Вспомните, что любую периодическую функцию
времени можно представить в виде суммы конечного
числа гармонических колебаний разных частот.
Так что в принципе наблюдаемое экспериментально
движение через "окно наблюдения " структуры
3-6-10 со скоростью, близкой к скорости света, могут
образовывать протоны, каждый из которых движется
со скоростью во много раз большей скорости света
в вакууме, если скорости их различны.
А ведь согласно НРТПВ даже в момент инжекции
протонов в HERA протоны движутся со скоростью,
в 67 раз большей скорости света в вакууме (см. мой
пост от 17 ноября в 17:17 - надо же случиться такому
совпадению).
Согласитесь, что такой стробоскопический эффект
в принципе возможен.
20 ноября в 00:10 мне
напомнили сведения из теории:
< <1. Одиночный
импульс, например, напряжения U=U(t) любой формы
(как функцию времени) можно представить в виде
бесконечной суммы гармонических составляющих
различных частот и различных амплитуд. > >
Неверно. Одиночный импульс U(t)
представляется в виде непрерывного спектра u(w,t).
Где же вы гармонику возьмете, если сигнал
непериодический?
< <2. Бесконечную
последовательность импульсов любой формы можно
представить уже в виде конечной суммы
гармонических составляющих различных частот и
различных амплитуд. > >
Опять неверно. Сумма будет иметь
бесконечное число составляющих. Разложите
меандр на составляющие, там будут гармоники
любой кратности.
Соколов 20 ноября 00:27
Несколько фактов:
1. Мишеней в эксперименте 8, есть такие что заходят
в пучок с внутренней стороны, с внешней, сверху и
снизу. Все они дают одинаковую временную
структуру реакций.
2. Про разные скорости обращения частиц напоминаю
что протон это материальный объект, и он не может
вращаться с разной скоростью.
3. Разброс энергии в пучке - 0.01%
4. Другие эксперименты видять такую же банчевую
структуру.
Вопрос: Как по вашему, с кратностью ускорения
1162/4400=0.24609(09) (уже молчу что она нецелая) можно
удержать 180 банчей? И зачем, собственно, все еще
подается ВЧ-поле после ускорения? Ведь ускорять
уже ничего не нужно?
Еще один факт: периоды обращения
протонного и электронного банчей по СТО равны. В
HERA есть 2 места где электронные и протонные банчи
сталкиваются (там пучки идут в одной трубе
навстречу друг другу). Если бы частоты обращения
были разными, то те места где собственно
происходит реакция были бы распределены
случайно вдоль того промежутка трубы где они
проходят сквозь друг друга (это участок длиной
несколько метров). В реальности разброс точек где
происходят реакции составляет около 20 см -
порядка размера банча. Кроме того, электронный
пучок содержит на 6 банчей меньше (т.н.
"пилотные " протонные банчи не имеют своего
электронного партнера.) То есть некоторые банчи
(по СТО) не сталкиваются с электронами совсем. При
прохождении протонного банча сквозь электронный
они видят друг друга как через нелинейную линзу,
и приводит к тому что увеличивется амплитуда
бетатронных колебаний банча (колебания
относительно равновесной орбиты) - то есть банч
становится как бы "шире ". Мишень HERA-B
улавливает те протоны которые имеют наибольшие
амплитуды бетатронных колебаний, а стало быть те
протонные банчи которые сталкиваются с
электронными банчами будут вызывать больше
реакций чем те которые не сталкиваются.
Присмотритесь внимательно к Рис3а и 3с - первые 2
банча каждого поезда (это и есть пилотные банчи)
дают заметно меньший вклад в общую картину. Если
бы частоты циркулящий электронного и протонного
банча были бы разными, то столкновения были бы
между всеми банчами, чего не наблюдается. (опять
молчу про соотношение частот ускоряющего поля и
частоты обращения)
Мамаев 27 ноября 09:29
На ваши вопросы (26 ноября, 23:17)
1. "Как можно удержать частицы в банчах если
частота ускоряющего поля меньше частоты
обращения? "
ОТВЕЧАЮ:
Если частота ускоряющего поля меньше частоты
обращения, то банчи пролетают сквозь ускоряющую
секцию в момент нулевого значения поля в ней не в
каждый период обращения, а, к примеру, в каждый
десятый период своего обращения. И здесь
осуществляется коррекция их положения. Кроме
того, попадая то в ускоряющее поле, то в
замедляющее поле ускорительной секции -
суммарный эффект будет тем же самым - вырвавшиеся
вперед в ускоряющих фазах будут сильнее
замедляться в тормозящих фазах.
2. "Как объяснить то что электронный пучок и
протонный имеют одинаковую частоту обращения?
"
ОТВЕЧАЮ:
Мы еще не выяснили, какую частоту обращения имеет
протонный пучок. Вы ведь отказались отвечать на
мой вопрос (от 22 ноября в 12:29) "Нельзя ли
уточнить методику получения гистограмм? ",
поддавшись призыву инквизиции (см. Zahler от 22
ноября в 16:21) "прекратите все попытки тыкать
экспериментами Мамаеву! Этот "изобретатель
водяных часов из цветных гандонов " таких вам
интерпретаций накидает, таких сайтов понарисует
- кащенка в 20 лет не разгребет. "
Вы написали (22 ноября, 17:55): "Записывается время
события, потом из временнЫх точек строятся
гистограмма. Параметры бинов (ширина, начало
отсчета) задаются вручную. "
В этой связи возникают вопросы:
а) с какой частотой работает счетчик часов?
б) какой индикатор может успеть отобразить
показание счетчика часов с этой частотой?
в) как записывается время события (куда
записывается (носитель) и в каком виде) с этого
индикатора?
г) на каком этапе работает дискриминатор
отсеивания шумов?
3. "Как объяснить то, что в
экспериментах где используются оба пучка
реакции происходят в одной и той же точке (точнее,
распределены как гаусс квадрат) с сигма=длина
банча? И имеют такую же временую структуру? "
ОТВЕЧАЮ:
В одной из лекций Ричарда Фейнмана "Характер
физических законов " (седьмая лекция), на
которые была ссылка в этом форуме, сказано:
"Каждый приличный физик-теоретик знает шесть
или семь теоретических обоснований одних и тех
же физических фактов ". Из этого следует, что
дать теоретическое обоснование одному и тому же
физическому факту (явлению) можно не
единственным способом. И это с позиций только
одной СТО. А с позиций другой теории
пространства-времени таких объяснений можно
дать еще столько же.
Вопрос сейчас стоит в выяснении существовании
самого факта "сверхсветовые скорости частиц
высоких энергий ", а как объяснить остальное -
проблем не будет.
Мамаев 27 ноября 18:27:
Во-первых, я уже неоднократно заявлял,
что не на все вопросы могу ответить "здесь и
сейчас ", а на некоторые не смогу ответить
никогда.
Во-вторых, вам лучше знать, о чем говорил Фейнман,
но как я могу отвечать на некоторые вопросы, не
зная всех тонкостей контрукции той HERA, о которой
вы ведете речь?
В-третьих, мне нужны неопровержимые
экспериментальные доказательства отсутствия
сверхсветовых скоростей у частиц высоких
энергий, а вы (вместо того, чтобы эти
доказательства четко сформулировать) задаете
мне мелкие частные вопросы, как например:
< <А вы мне расскажите как
такое поле может одновременно ПРИТОРМОЗИТЬ
вырвавшиеся вперед частицы в НАЧАЛЕ каждого из 180
банчей и вместе с тем ускорить запаздывающие
частицы в КОНЦЕ каждого из 180 банчей
одновременно? Ведь поле должно действовать на
начало и конец КАЖДОГО банча ПО-РАЗНОМУ!! А у вас
же получается что как начало так и хвост банча
видят почти одно и то же поле, по крайней мере с
одним знаком. А КАЖДЫЙ банч должен иметь в начале
тормозящее поле, а в хвосте ускоряющее. И эта
конфигурация должна повторятся от оборота к
обороту. > >
ОТВЕЧАЮ:
Одного и того же результата (выравнивания
скоростей частиц в банче) можно добиться разными
способами. Если ускоряющее поле по поперечному
сечению пучка не одинаково (например вблизи
ускоряющей щели больше, чем вдали от нее, или
больше при меньшем радиусе орбиты и меньше при
большем радиусе) и если частица с большей
энергией движется по орбите с большим радиусом,
то частица с меньшей энергией будет иметь
меньший радиус орбиты и будет попадать в более
сильное поле и будет больше ускоряться, а частица
с большей энергией будет попадать в меньшее поле
и будет меньше ускоряться. В этом случае поле
ПО-РАЗНОМУ действует на начало (более быстрые
частицы) и конец (более медленные частицы) банча.
А результат один и тот же - скорости частиц в
банче выравниваются.
< <Да уж, у вас впрямь
средневековые представления. Никакого
индикатора там нет, показания таймера сразу
записываются на ленту. В виде кода. > >
А нельзя сразу описать всю процедуру, а
не издеваться? Еще раз прошу - если можете и есть
время и желание - опишите всю процедуру
формирования гистограмм.
< <Да, кстати, по вашей теории,
если заряд стремится к нулю при увеличении
энергии, то получается что ионизационные потери
частиц должны стремиться к нулю с увеличением
энергии. А в реальности они имеют минимум при
бета*гамма ~ 3, а дальше растут. Проверено
экспериментально вплоть до энергий порядка 1 ТэВ.
> >
А вы уже имеете математическую модель
частиц при зависимости заряда от скорости?
Причем модель, учитывающую не только кулоновское
взаимодействие? Не надо ля-ля. Давайте
неопровержимые доказательства отсутствия
сверхсветовых скоростей у частиц высоких
энергий.
Соколов 27 ноября 20:08:
<<В-третьих, мне нужны
неопровержимые экспериментальные
доказательства отсутствия сверхсветовых
скоростей у частиц высоких энергий, а вы (вместо
того, чтобы эти доказательства четко
сформулировать.. > >
Четко формулирую:
В ускорителе HERA период обращения пучка протонов
с энергией 920 ГэВ можно независимо установить по
временной структуре реакций этого пучка с
неподвижной в ЛСК мишенью. Временная структура,
измеренная этим детектором является
периодической с периодом 21 мкс, как и положено по
СТО. Детектирующее устройство с временным
разрешением ~0.1нс с ускорителем не
синхронизировано, что исключает всякого рода
"стробоскопические эффекты ".
< <Одного и того же
результата (выравнивания скоростей частиц в
банче) можно добиться разными способами. Если
ускоряющее поле по поперечному сечению пучка не
одинаково (например вблизи ускоряющей щели
больше, чем вдали от нее, или больше при меньшем
радиусе орбиты и меньше при большем радиусе) и
если частица с большей энергией движется по
орбите с большим радиусом, то частица с меньшей
энергией будет иметь меньший радиус орбиты и
будет попадать в более сильное поле и будет
больше ускоряться, а частица с большей энергией
будет попадать в меньшее поле и будет меньше
ускоряться. В этом случае поле ПО-РАЗНОМУ
действует на начало (более быстрые частицы) и
конец (более медленные частицы) банча. А
результат один и тот же - скорости частиц в банче
выравниваются. > >
Замечательно, все правильно, но
резонатор строится как раз таким образом что
электрическое поле там равномерно по сечению
пучка.
< < < <Да уж, у вас впрямь
средневековые представления. Никакого
индикатора там нет, показания таймера сразу
записываются на ленту. В виде кода. > >
А нельзя сразу описать всю процедуру, а не
издеваться? Еще раз прошу - если можете и есть
время и желание - опишите всю процедуру
формирования гистограмм. > >
Я честно скажу, что не понимаю что тут
может быть непонятного. Постараюсь рассказать
еще раз. Итак, после сеанса снятия данных
(несколько часов) мы имеем магнитную ленту с
записанным на ней файлом, содержащим показания
счетчика времени в те моменты времени когда
происходит реакция. Далее этот файл
форматируется и приводится к более удобному
виду, пригодному для обработки программой PAW -
стандартной программой анализа
экспериментальных данных за последние лет 10-20. В
этот файл могут также быть добавлены показания
других детекторов, разные контрольные параметры
и т.д., чтобы, к примеру, исследовать корреляции
между ними. Эта обработка уже происходит на PC, где
содержится локальная копия этого файла. Чтобы
построить гистограмму или графико одного
параметра от другого нужно ввести имена этих
параметров и некоторые логические условия,
например:
"Построить график х от у, при том что z >10. " И
программа просмотрит весь массив имеющихся
данных на х и у, выберет те где z >10 и построит вам
график. Можно, например, построить гистограмму x,
задав параметры бинов вручную или автоматически.
Нас в данном случае интересует такая величина
как {t} - показания таймера во время реакций.
Говорим: "а ну-ка построй-ка мне гистограмму
величины t при условии t >To & t <(To+21мкс). И
пусть каждый бин гистограммы будет равен 24нс. "
В итоге получаем рис3, только с намного меньшей
статистикой. Но пустой промежуток в несколько
наносекунд в конце уже будет видно. Можно просто
отложить показания t вдоль оси t- получим ряд
точек отстоящих примерно на 96нс друг от друга,
хотя иногда (достаточно редко) будут и точки
где-то в случайных местах. Далее, чтобы получить
нормальную статистику, построим гистограмму за
много периодов, скажем, за 10 секунд, но каждую
точку To+i*21mks+t будем считать как To+t, то есть просто
усредним за много периодов. Период усреднения
здесь ЗАДАЕТСЯ ВРУЧНУЮ. Если он окажется
неправильным, то вся картинка, вместо того, чтобы
сохраняя временную структуру, стать более
гладкой, просто размоется. Если взять период в 2
раза больше чем надо - то увидите то же самое, но
повторяющееся 2 раза. Если усреднять по половине
периода, то пустой промежуток в конце пучка
наложится на середину пучка, и это место как-бы
будет наполовину заполнено. Если усреднять с
периодом 96нс, выбрав величину бина 0.1 нс - то
получим рис4.
Надеюсь, теперь понятно?
< <А вы уже имеете
математическую модель частиц при зависимости
заряда от скорости? Причем модель, учитывающую не
только кулоновское взаимодействие? > >
Так это ваша задача, проверять теорию на
соответствие эксперименту.
Я, кстати, слышал что вы в мюоны не верите? Вас
устроит доказательство того что 2 частицы, мюон и
электрон, имея одинаковый заряд и импульс, по
разному ведут себя при взаимодействии с
веществом: однин вызывает электромагнитный
каскад, попадая в сцинтиляционный калориметр
толщиной в 30см, а второй проходит его практически
не отклонившись, потеряв очень малую долю
энергии, и тормозится только пройдя несколько
метров бетона и свинца?
Мамаев 28 ноября 12:25:
Пока я размышляю над вашей "четкой
формулировкой " не будете ли любезны сообщить,
который из них (мюон и электрон) будет "первым
", а который "вторым ".
Соколов 28 ноября 13:45:
Первый - электрон, а второй - мюон. Кстати,
если отложить удельные ионизационные потери
против импульса частиц, то электрон и мюон
ложатся на разные кривые. Времяпроэкционная
камера(Time Projection Chamber), например, измеряет оба эти
параметра. Картиночка которую я имел ввиду
есть например здесь: http://pdg.lbl.gov/2002/pardetrpp.pdf
(на странице 15).
(Этот рисунок воспроизведен ниже)
Зависимость ионизационных потерь различных
частиц от их импульса.
Мамаев 29 ноября в 15:15:
На ваши слова:
"... Резонатор строится как раз таким образом
что электрическое поле там равномерно по сечению
пучка. "
ВОПРОС
состоит в том, а можно ли этого добиться в
принципе (чтобы по сечению пучка напряженность
электрического поля была одинаковой)?
На ваши слова:
"В ускорителе HERA период обращения пучка
протонов с энергией 920 ГэВ можно независимо
установить по временной структуре реакций этого
пучка с неподвижной в ЛСК мишенью. Временная
структура, измеренная этим детектором, является
периодической с периодом 21 мкс, как и положено по
СТО. Детектирующее устройство с временным
разрешением ~0.1нс с ускорителем не
синхронизировано, что исключает всякого рода
"стробоскопические эффекты ". "
ОТВЕЧАЮ:
Учитывая, что мишени в HERA представляют собой
провода, которые плавно подводятся к периферии
протонного пучка (в его поперечном сечении), на
этом этапе установления истины нам предстоит
выяснить:
1. Возможно ли создание таких условий, при которых
вдоль пучка (частицы которого движутся со
скоростью, во много раз большей скорости света)
со скоростью света распространяется волна
возмущения, модулирующая пучок по диаметру по
закону 3-6-10 (3 поезда, 6 вагонов, 10 банчей)? Имеется в
виду, что в те промежутки времени, когда мимо
мишени по общепринятой трактовке пролетают
пустые от банчей ячейки, эти участки пучка просто
имеют меньший диаметр и ни одна из частиц пучка в
мишень попасть не может, а в те моменты времени,
когда мимо мишени по общепринятой трактовке
пролетают ячейки с банчами, эти участки пучка
имеют больший диаметр и часть частиц пучка
попадает в мишень.
2. Какие именно существуют эффекты, которые могли
бы быть ответственными за такую модуляцию?
3. Каким образом осуществляется инжекция
протонов с энергий 40 ГэВ на орбиту HERA, чтобы
создать эту самую структуру 3-6-10?
4. Не существует ли в составе HERA специального
устройства, которое просто поддерживает
модуляцию пучка по закону 3-6-10,
распространяющуюся по пучку со скоростью света,
вместо того, чтобы формировать заполненные и
пустые ячейки? Трудно ли создать такое
устройство?
5. Если такого устройства в составе ускорителя HERA
нет, то не могут ли какие-то паразитные эффекты
быть ответственны за модуляцию такого рода.
6. Как обеспечивается идентичность формирования
структуры 3-6-10 от одного цикла запуска HERA к
другому. Эта процедура, наверное
автоматизирована?
ПРИМЕЧАНИЕ. Вполне естественно (защита чести
фирмы), что вы будете отметать любую возможность
существования модуляции подобного рода. Поэтому
я прошу подключиться к обсуждению этой
возможности всех желающих читателей, которые в
"защите чести фирмы " не очень
заинтересованы.
Sokol (30 ноября в 17:00)
На вопросы подробнее отвечу позже, а если
коротко - то банчи загоняются в ускоритель
поштучно, и системы, поддерживающей именно такую
структуру нет, RF-системе все равно один банч
запущен в ускоритель или 180.
Мамаев А. В. (9 декабря, 11:30)
To Sokol. Я продолжаю ждать ответы на мои вопросы,
заданные вам еще 29 ноября в 15:15, а именно:
Учитывая, что мишени в HERA представляют собой
провода, которые плавно подводятся к периферии
протонного пучка (в его поперечном сечении), на
этом этапе установления истины нам предстоит
выяснить:
1. Возможно ли создание таких условий, при которых
вдоль пучка (частицы которого движутся со
скоростью, во много раз большей скорости света)
со скоростью света распространяется волна
возмущения, модулирующая пучок по диаметру по
закону 3-6-10 (3 поезда, 6 вагонов, 10 банчей)? Имеется в
виду, что в те промежутки времени, когда мимо
мишени по общепринятой трактовке пролетают
пустые от банчей ячейки, эти участки пучка просто
имеют меньший диаметр и ни одна из частиц пучка в
мишень попасть не может, а в те моменты времени,
когда мимо мишени по общепринятой трактовке
пролетают ячейки с банчами, эти участки пучка
имеют больший диаметр и часть частиц пучка
попадает в мишень.
2. Какие именно существуют эффекты, которые могли
бы быть ответственными за такую модуляцию?
3. Каким образом осуществляется инжекция
протонов с энергий 40 ГэВ на орбиту HERA, чтобы
создать эту самую структуру 3-6-10?
4. Не существует ли в составе HERA специального
устройства, которое просто поддерживает
модуляцию пучка по закону 3-6-10,
распространяющуюся по пучку со скоростью света,
вместо того, чтобы формировать заполненные и
пустые ячейки? Трудно ли создать такое
устройство?
5. Если такого устройства в составе ускорителя HERA
нет, то не могут ли какие-то паразитные эффекты
быть ответственны за модуляцию такого рода.
6. Как обеспечивается идентичность формирования
структуры 3-6-10 от одного цикла запуска HERA к
другому. Эта процедура, наверное
автоматизирована?
Или отсутствие ваших ответов
свидетельствует о том, что перед каждой мишенью
стоит отклоняющая система, обеспечивающая
кажущуюся структуру пучка 3-6-10 (3 поезда, 6 вагонов
по 10 банчей в каждом) с периодом, в точности
равным 21,12 мкс?
Sokol (9 декабря в 17:58)
Мамаев А. В. (10 декабря, 21:33)
Всем читателям от Мамаева А. В.
Переход:
.....Назад.....Содержание.....Вперед