Kas vaakumis leiduvad osakese-antiosakese paarid võivad hakata soovimatult mõjutama LHC tööd?
Kaasaegne füüsika on näidanud, et ideaalne vaakum sarnaneb pigem pulbitsevale virtuaalsete osakeste merele kui kujutelmale rahulikust tühjusest. Kiirendieksperimentides võivad vaakumis alati leiduvad osakese-antiosakese paarid neelata osa algse kiire energiast. Mõnel juhul ongi see katse eesmärgiks, vahel aga tüütuks häirivaks faktoriks. CERNis käivitatava Suure Hadronite Kiirendi (LHC, Large Hadron Collider) tööd võib antud nähtus märgatavalt häirima hakata. Kui vastassuundades liikuvad ioonid interakteeruvad vaid sel moel, et kutsuvad möödudes esile elektron-positron paari tekke, võib elektron vabaneda positroni haardest ja liituda ühega ioonidest ning kallutada selle kõrvale planeeritud trajektoorist. Kiiendi seinaga põrkudes eraldub aga soojust, mitte palju aga ehk piisavalt häirimaks madalatemperatuursete ülijuhtmagnetite tööd. Selle selgitamiseks on teadlased viinud läbi vastava katse Relativistlike Raskete Ioonide Kiirendil (RHIC, Relativistic Heavy Ion Collider), 6.3TeV vaseioonidega mõõdeti eraldunud soojuse võimsuseks 0.0002W. CERNi teadlase John Jowetti sõnul võib seotud-vaba osakestepaari (elektron on seotud iooniga, positron vaba) teke põhjustada märksa tõsisema efekti LHC töös. Niisuguste paaride tekketõenäosus on võrdeline kii/rendatavate osakeste tuumalaengu seitsmenda astmega. LHC raskete ioonide katsetes hakatakse kasutama plii-ioone tuumalaenguga Z=82, vasel Z=29. Arvestades lisaks Suures Hadronite Kiirendis kasutatavaid kõrgemaid energiaid (574 Tev plii tuuma kohta) ennustatakse seotud-vaba osakestepaari tekkest põhjustatud soojuseralduse võimsuseks umbes 25W. Ehkki liiga vähe et valgustada töölauda, võib see olla piisav soojendamaks 1.9K temperatuuril töötavaid ülijuhtmagneteid üle ülijuhtivuse kriitilise temperatuuri.
Loe ka Bruce et al., Physical Review Letters, 5 October 2007
Allikas: Physics News Update
Toimetas: Erik Randla