Úterý 21. září 2021, svátek má Matouš
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Úterý 21. září 2021 Matouš

FAIR - vesmír v laboratoři

15. 07. 2021 8:00:28
V několika minulých blozích jste si mohli přečíst detaily o výzkumu nejexotičtějších nebo dosud neznámých chemických prvků. Průzkum ovšem neprobíhá jen v Rusku nebo USA. (délka blogu 5 min.)

Projektu se neoficiálně říká „Vesmír v laboratoři“. Oficiální zkratka je FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research). Vědci si od něj slibují nové poznatky o struktuře hmoty a dokonce i vývoje vesmíru. Zařízení, které se staví v německém Darmstadtu, by mělo v laboratořích navodit mimo jiné stav, který by se vzdáleně přiblížil jevům při explozích supernov.

Zařízení samozřejmě nebude mít jen tuto funkci. Vědci chtějí uskutečnit velké množství různých experimentů. Princip bude ovšem spočívat v kolizích “střel” (proudu částic nebo iontů) s materiálem terče, zhotoveného ze speciálního materiálu. Přitom budou vznikat různá exotická jádra atomů, která budou pak vědci zkoumat na dalších zařízeních.

FAIR

Centrum, které se v současné době buduje v Darmstadtu, bude výsledkem mezinárodní spolupráce. Má se jí účastnit zhruba 3 000 vědců z více než 50 zemí. Na výstavbě a financování se podílí Německo, Finsko, Francie, Indie, Polsko, Rumunsko, Rusko, Slovinsko a Švédsko. Velká Británie je partnerem a Česká republika na partnerství aspiruje.

Celkově má projekt stát 3,1 miliardy euro.

Stavba začala v létě 2017. A není to ledajaká stavba. V průběhu prací se musí odstranit nebo přemístit 2 000 000 m3 zeminy. Do stavby se investuje 600.000 m3 betonu a 65.000 tun oceli. To mimochodem odpovídá množství kovu, z jakého by se dalo sestrojit devět Eiffelových věží.

Projekt si můžete prohlédnout na následujícím videu. V prvních třech minutách je znázorněn princip vědeckých experimentů, od třetí minuty uvidíte animaci postupujících stavebních prací.

Urychlovač SIS100

Základem bude nový urychlovač SIS100, ve kterém se bude zaostřovat a urychlovat paprsek iontů, používaných v experimentech coby “střely”. K tomuto účelu bylo vyrobeno 110 dipólových supravodivých magnetů. 108 jich bude pracovních a dva náhradní. Pracovat budou při teplotě -269 °C, při které se projevují jejich supravodivé vlastnosti.

V tomto zařízení se budou ionty urychlovat na více než 95 % rychlosti světla. Tunel urychlovače bude dlouhý 1100 metrů a bude ležet 17 metrů pod zemí.

Staví se pomocí speciální konstrukční metody: po kouskách. Postupně se přitom zpracovávají různé úseky, dlouhé až 200 metrů.

Uvedení do provozu je naplánováno na rok 2025.

Exotické supertěžké chemické prvky

Jedním z mnoha výzkumů, které se v tomto projektu budou provádět, je také výzkum a výroba supertěžkých chemických prvků, o kterých byla řeč v minulých pěti blozích.

Chemické prvky, které jsou těžší než železo, nemohou vznikat v nitrech hvězd přímou syntézou - termojadernou fúzí, a to z jednoho jednoduchého důvodu: při jejich vzniku se energie spotřebovává a ne uvolňuje. Vznikají ve vesmíru zpravidla při explozi extrémně hmotné hvězdy, která končí svůj aktivní hvězdný život jako supernova.

Jejich zrod je umožněn extrémně vysokou teplotou a tlakem při explozi a implozi železného jádra hvězdy. Dochází přitom k rozbití atomových jader lehčích prvků, zatímco se během krátkého časového úseku tvoří nejrůznější exotické jaderné “slepence”. Některé z nich jsou stabilnější a jiné méně stabilní. Procházejí řetězcem proměn, jejich výsledkem jsou pak nám dobře známé izotopy různých chemických prvků.

Pokud chtějí vědci v laboratořích napodobit tento stav (a vyrobit tak nové dosud neznámé supertěžké prvky), musí samozřejmě sáhnout po takových podmínkách, které by stavy při explozi supernovy alespoň vzdáleně připomínaly. Právě takové stavy bude moci imitovat nové zařízení.

NUSTAR

Výzkum vlastností exotických jader je konkrétně cílem výzkumníků v experimentu NUSTAR - NUclear Structure, Astrophysics, and nuclear Reactions (jméno znamená v překladu - jaderná struktura, astrofyzika a jaderné reakce).

Za tímto účelem zřídili několik experimentálních stanic s různými měřicími zařízeními. Společně budou využívat nový tzv. separátor fragmentů (Super FRS).

Je to přes sto metrů dlouhý objekt, který pomůže vytřídit z výsledků experimentu právě ta atomová jádra, která jsou nejvíce zajímavá a mají nejvyšší hmotnost. Bude to mimochodem nejefektivnější přístroj tohoto typu, jaký kdy lidstvo vyrobilo.

Dále budou napojeny různé měřicí stanice a okruhy, ve kterých se vzácná těžká atomová jádra zachytí a budou v nich moci obíhat alespoň po dobu, než je vědci prozkoumají. V těchto prstencích se budou moci pohybovat i několik milionů oběhů. Bude se tak moci zjistit, jakou mají supertěžká jádra životnost, tvar nebo i vnitřní strukturu, doufají vědci.

A to budou znalosti, které umožní lepší a komplexnější pohled na strukturu hmoty i vývoje samotného vesmíru.

Obří prstenec, ve kterém bude ležet urychlovač, je už dokončen. Jeho supravodivé magnety prošly úspěšně zkouškami funkčnosti při později používaných nízkých teplotách (-269 °C). Zatímco stavět se budou různé budovy ještě šest roků, vědecká práce by mohla začít už během čtyř let. Můžeme se tedy brzy těšit na další nové objevy.

Zdroje:https://www.gsi.de/forschungbeschleuniger/fair


Autor: Dana Tenzler | čtvrtek 15.7.2021 8:00 | karma článku: 17.09 | přečteno: 246x

Další články blogera

Dana Tenzler

Malí, vzteklí trpaslíci a jejich planety

Je na planetách, obíhajících kolem malých poměrně chladných hvězd (červených trpaslíků) možný život? Zdá se, že podmínky nejsou tak špatné, jak jsme se domnívali. (délka ca. 5 min.)

20.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 17.50 | Přečteno: 197 | Diskuse

Dana Tenzler

Co je nového na Marsu? Čínský rover Zhurong

Číně se podařilo umístit na povrch Marsu fungující rover. Má jméno Zhurong. Jak si momentálně vede? Délka blogu ca. 3 minuty.

16.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 25.37 | Přečteno: 429 | Diskuse

Dana Tenzler

Návštěvníci z dalekých hvězdných soustav

Objekty z jiných planetárních soustav možná tvoří většinu Oortova oblaku. Vědci provedli nový výpočet a odhadli, že ve Sluneční soustavě může být daleko víc cizích těles, než si dosud myslel

13.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 22.67 | Přečteno: 391 | Diskuse

Dana Tenzler

Haumea - nejrychleji rotující objekt ve Sluneční soustavě

Objekt, o kterém chci dnes psát, byl objeven 28. prosince 2004, tedy krátce po vánocích. Vědci mu tedy dali předběžné jméno Santa. (délka blogu 3 min.)

9.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 25.86 | Přečteno: 509 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Malí, vzteklí trpaslíci a jejich planety

Je na planetách, obíhajících kolem malých poměrně chladných hvězd (červených trpaslíků) možný život? Zdá se, že podmínky nejsou tak špatné, jak jsme se domnívali. (délka ca. 5 min.)

20.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 17.50 | Přečteno: 197 | Diskuse

Zdenek Slanina

Svéráz národní tvořivosti pro zisk té SENZAČNĚ MODRÉ [©Hejma Ondřej*] (ne-)vojenské knížky

Kdyby za téma maturitních písemek padla o té senzačně modré knížce klasická otázka Co tím chtěl básník říci,* vznikaly by asi i bizarní výklady. Když teď došlo na lítost nad osudy odpíračů, vytanula mi jedna šaráda ze sedmdesátek.

20.9.2021 v 7:07 | Karma článku: 21.93 | Přečteno: 975 |

Jaroslav Flegr

V žádného Boha věřiti budeš

Tak jsem si tuhle zase povídal se svým kocourem Micíkem. Tentokrát o Bohu a hraní na vojáky. Posuďte sami, jak to dopadlo.

19.9.2021 v 11:09 | Karma článku: 38.58 | Přečteno: 8287 | Diskuse

Jan Tomášek

Oblouková míra - stupně, Ludolfovo číslo a radiány (výkon a točivý moment 4)

Bádání nad úhlovými mírami a jednotkami a výpočtem délky oblouku nebo celého obvodu kruhu. Novelizace předchozího příspěvku.

19.9.2021 v 8:16 | Karma článku: 4.42 | Přečteno: 164 | Diskuse

Jan Tomášek

Oblouková míra - stupně, Ludolfovo číslo a radiány (výkon a točivý moment 3)

Bádání nad "obloukovými mírami" - v podstatě by se mělo jednat o něco jako mezipříspěvek na téma "výkon a točivý moment" - tedy příspěvek "3".

16.9.2021 v 10:10 | Karma článku: 6.32 | Přečteno: 307 | Diskuse
Počet článků 699 Celková karma 23.73 Průměrná čtenost 1367

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občastým dotazům - ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Tenhle blog provozuji ve svém volném čase pro radost. 

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 

Najdete na iDNES.cz