Saan matatagpuan ang lokasyon ng Large Hadron Collider?
Noong 2008, natapos ng CERN (European Council for Nuclear Research) ang pagtatayo ng isang napakalakas na particle accelerator na tinatawag na Large Hadron Collider. Sa Ingles: LHC – Malaking Hadron Collider. Ang CERN ay isang internasyonal na intergovernmental na organisasyong siyentipiko na itinatag noong 1955. Sa katunayan, ito ang nangungunang laboratoryo sa mundo sa mga larangan ng mataas na enerhiya, pisika ng particle at enerhiyang solar. Mga 20 bansa ang miyembro ng organisasyon.
Bakit kailangan ang Large Hadron Collider?
Sa paligid ng Geneva, isang singsing ng superconducting magnet ang nilikha upang mapabilis ang mga proton sa isang 27-kilometro (26,659 m) na pabilog na kongkretong lagusan. Inaasahan na ang accelerator ay hindi lamang makakatulong upang maarok ang mga misteryo ng microstructure ng bagay, ngunit gagawin din itong posible na sumulong sa paghahanap para sa isang sagot sa tanong ng mga bagong mapagkukunan ng enerhiya sa kailaliman ng bagay.
Para sa layuning ito, kasabay ng pagtatayo ng mismong accelerator (na nagkakahalaga ng mahigit $2 bilyon), apat na particle detector ang nilikha. Sa mga ito, dalawa ang malalaking unibersal (CMS at ATLAS) at dalawa ang mas dalubhasa. Ang kabuuang halaga ng mga detector ay papalapit din sa $2 bilyon. Mahigit sa 150 instituto mula sa 50 bansa, kabilang ang Russian at Belarusian, ang nakibahagi sa bawat isa sa malalaking proyekto ng CMS at ATLAS.
Ang pangangaso para sa mailap na Higgs boson
Paano gumagana ang hadron collider accelerator? Ang collider ay ang pinakamalaking proton accelerator na tumatakbo sa nagbabanggaan na mga beam. Bilang resulta ng acceleration, ang bawat isa sa mga beam ay magkakaroon ng enerhiya sa sistema ng laboratoryo ng 7 teraelectron volts (TeV), iyon ay, 7x1012 electron volts. Kapag nagbanggaan ang mga proton, maraming bagong particle ang nabuo, na ire-record ng mga detector. Pagkatapos pag-aralan ang mga pangalawang particle, ang data na nakuha ay makakatulong sa pagsagot sa mga pangunahing tanong na may kinalaman sa mga siyentipiko na kasangkot sa microworld physics at astrophysics. Kabilang sa mga pangunahing isyu ay ang pang-eksperimentong pagtuklas ng Higgs boson.
Ang ngayon ay "sikat" na Higgs boson ay isang hypothetical particle na isa sa mga pangunahing bahagi ng tinatawag na standard, classical na modelo. elementarya na mga particle. Pinangalanan pagkatapos ng British theorist na si Peter Higgs, na hinulaan ang pagkakaroon nito noong 1964. Ang mga Higgs boson, bilang quanta ng Higgs field, ay pinaniniwalaang may kaugnayan sa mga pangunahing katanungan sa pisika. Sa partikular, sa konsepto ng pinagmulan ng masa ng elementarya na mga particle.
Noong Hulyo 2-4, 2012, isang serye ng mga eksperimento sa collider ang nagsiwalat ng isang partikular na particle na maaaring maiugnay sa Higgs boson. Bukod dito, ang data ay nakumpirma kapag sinusukat ng parehong ATLAS system at ng CMS system. Mayroon pa ring debate tungkol sa kung ang kilalang Higgs boson ay talagang natuklasan, o kung ito ay isa pang particle. Ang katotohanan ay ang natuklasang boson ay ang pinakamabigat na nakita kailanman. Upang malutas ang pangunahing tanong, ang mga nangungunang physicist ng mundo ay inanyayahan: Gerald Guralnick, Carl Hagen, Francois Englert at Peter Higgs mismo, na theoretically nagpapatunay sa pagkakaroon ng boson na pinangalanan sa kanyang karangalan noong 1964. Pagkatapos suriin ang hanay ng data, malamang na maniwala ang mga kalahok sa pag-aaral na ang Higgs boson ay talagang natuklasan.
Maraming mga physicist ang umaasa na ang pag-aaral ng Higgs boson ay magbubunyag ng "mga anomalya" na hahantong sa pag-uusap tungkol sa tinatawag na "Bagong Physics". Gayunpaman, sa pagtatapos ng 2014, halos ang buong set ng data na naipon sa nakaraang tatlong taon bilang resulta ng mga eksperimento sa LHC ay naproseso na, at walang natukoy na nakakaintriga na mga deviation (maliban sa mga nakahiwalay na kaso). Sa katunayan, lumabas na ang dalawang-photon decay ng kilalang Higgs boson ay naging, ayon sa mga mananaliksik, "masyadong pamantayan." Gayunpaman, ang mga eksperimento na binalak para sa tagsibol ng 2015 ay maaaring sorpresa siyentipikong mundo mga bagong tuklas.
Hindi lang boson
Ang paghahanap para sa Higgs boson ay hindi ang layunin mismo ng isang higanteng proyekto. Mahalaga rin para sa mga siyentipiko na maghanap ng mga bagong uri ng mga particle na ginagawang posible upang hatulan ang pinag-isang interaksyon ng kalikasan sa maagang yugto pagkakaroon ng Uniberso. Tinutukoy ngayon ng mga siyentipiko ang apat na pangunahing pakikipag-ugnayan ng kalikasan: malakas, electromagnetic, mahina at gravitational. Iminumungkahi ng teorya na sa mga unang yugto ng uniberso, maaaring mayroong isang puwersa. Kung ang mga bagong particle ay natuklasan, ang bersyon na ito ay makumpirma.
Nababahala din ang mga physicist tungkol sa misteryosong pinagmulan ng particle mass. Bakit ang mga particle ay may mass sa lahat? At bakit mayroon silang gayong mga misa at hindi ang iba? Sa pamamagitan ng paraan, dito namin palaging ibig sabihin ang formula E=mc². Ang anumang materyal na bagay ay may enerhiya. Ang tanong ay kung paano ito ilalabas. Paano lumikha ng mga teknolohiya na magpapahintulot na ito ay mailabas mula sa isang sangkap na may pinakamataas na kahusayan? Ito ang pangunahing isyu sa enerhiya ngayon.
Sa madaling salita, ang proyekto ng Large Hadron Collider ay makakatulong sa mga siyentipiko na makahanap ng mga sagot sa mga pangunahing tanong at palawakin ang kaalaman tungkol sa microcosm at, sa gayon, tungkol sa pinagmulan at pag-unlad ng Uniberso.
Kontribusyon ng mga siyentipiko at inhinyero ng Belarusian at Ruso sa paglikha ng LHC
Sa yugto ng konstruksiyon, ang mga European partner mula sa CERN ay bumaling sa isang grupo ng mga Belarusian scientist na may seryosong karanasan sa larangang ito upang makilahok sa paglikha ng mga detector para sa LHC mula pa sa simula ng proyekto. Kaugnay nito, inimbitahan ng mga siyentipiko ng Belarus ang mga kasamahan mula sa Joint Institute for Nuclear Research mula sa lungsod ng agham ng Dubna at iba pang mga institusyong Ruso upang makipagtulungan. Ang mga espesyalista bilang isang solong koponan ay nagsimulang magtrabaho sa tinatawag na CMS detector - "Compact Muon Solenoid". Binubuo ito ng maraming kumplikadong subsystem, bawat isa ay idinisenyo upang magsagawa ng mga partikular na gawain, at magkakasama silang nagbibigay ng pagkakakilanlan at tumpak na pagsukat ng mga energies at anggulo ng pag-alis ng lahat ng mga particle na ginawa sa panahon ng mga banggaan ng proton sa LHC.
Ang mga espesyalista ng Belarusian-Russian ay lumahok din sa paglikha ng ATLAS detector. Ito ay isang 20 m mataas na pag-install na may kakayahang sukatin ang mga tilapon ng butil na may mataas na katumpakan: hanggang sa 0.01 mm. Ang mga sensitibong sensor sa loob ng detektor ay naglalaman ng humigit-kumulang 10 bilyong transistor. Ang priyoridad na layunin ng eksperimento ng ATLAS ay tuklasin ang Higgs boson at pag-aralan ang mga katangian nito.
Nang walang pagmamalabis, ang aming mga siyentipiko ay gumawa ng malaking kontribusyon sa paglikha ng mga CMS at ATLAS detector. Ang ilang mahahalagang bahagi ay ginawa sa Minsk Machine-Building Plant na pinangalanan. Rebolusyong Oktubre(MZOR). Sa partikular, ang mga end-face hadron calorimeter para sa eksperimento ng CMS. Bilang karagdagan, ang halaman ay gumawa ng mga kumplikadong elemento ng magnetic system ng ATLAS detector. Ang mga ito ay malalaking produkto na nangangailangan ng mga espesyal na teknolohiya sa pagpoproseso ng metal at ultra-precision na pagproseso. Ayon sa mga technician ng CERN, ang mga order ay nakumpleto nang mahusay.
Ang "kontribusyon ng mga indibidwal sa kasaysayan" ay hindi rin maaaring maliitin. Halimbawa, ang engineer na Candidate of Technical Sciences na si Roman Stefanovich ay may pananagutan para sa ultra-precision mechanics sa CMS project. Pabiro pa nilang sinasabi na kung wala siya ay hindi nabubuo ang CMS. Ngunit seryoso, masasabi nating tiyak: kung wala ito, ang mga deadline ng pagpupulong at pag-commissioning na may kinakailangang kalidad ay hindi matutugunan. Ang aming iba pang electronics engineer, si Vladimir Chekhovsky, na pumasa sa isang medyo mahirap na kumpetisyon, ay nagde-debug ngayon sa electronics ng CMS detector at mga muon chamber nito.
Ang aming mga siyentipiko ay kasangkot kapwa sa paglulunsad ng mga detektor at sa bahagi ng laboratoryo, sa kanilang operasyon, pagpapanatili at pag-update. Ang mga siyentipiko mula sa Dubna at ang kanilang mga kasamahan sa Belarus ay ganap na pumapasok sa kanilang mga lugar sa internasyonal na komunidad ng pisika na CERN, na nagtatrabaho upang makakuha ng bagong impormasyon tungkol sa malalalim na katangian at istruktura ng bagay.
Video
Suriin mula sa Simple Science channel, malinaw na nagpapakita ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng accelerator:
Review mula sa uanaal Galileo:
Review mula sa uanaal Galileo:
Inilunsad ang Hadron Collider 2015:
Ang TANK ay, una sa lahat, isang malaking horror story. Ngunit ito ba ay talagang mapanganib at dapat ba nating katakutan ito? Oo at hindi! Una, lahat at higit pa na matututunan ng mga physicist at astrophysicist ay alam na nang maaga (tingnan sa ibaba). At kung ano ang isang tunay na banta, mula sa lugar ng kanilang mga pagpapalagay, ay lumalabas na isang ganap na naiibang banta. Bakit ako nagsasalita tungkol dito nang may kumpiyansa, ngunit dahil lamang sa nakagawa ako ng 60 siyentipikong pagtuklas ng mga katangian ng eter ng Uniberso at samakatuwid ang lahat ay alam tungkol sa eter, ngunit hanggang ngayon ako ay nag-iisa. Una, ang agham ay pangunahing mali tungkol sa mga black hole. Ang "black holes" ay ang mga core ng lahat ng galaxy. Ang mga ito ay napakalaki at hindi maaaring likhain sa miniature na artipisyal sa anumang paraan. At dahil jan? Ang anumang kalawakan ay isang higanteng natural na oscillator na paikot na lumalawak at kumukontra sa mga yugto ng sampu-sampung bilyong taon. Sa pagtatapos ng contraction, karamihan sa mga galaxy ay nagiging spherical (nucleus). Ang buong Uniberso, kabilang ang lahat ng mga kalawakan, ay pangunahing binubuo ng eter. Ang ether ay isang mainam na inextricable na compressible na likido, naka-compress sa napakalaking presyon, may napakalaking density at, higit sa lahat, ang lagkit nito ay zero. Ang core ay isang "black hole", ngunit hindi tulad ng karaniwang tinatanggap na ideya nito, wala, at hindi maaaring maging, anumang bagay sa alinman sa mga anyo nito - eter lamang. Ang pag-urong ng kalawakan ay agad na sinusundan ng pagpapalawak nito. Sa partikular, mula sa spherical na hugis ay nagsisimulang mabuo ang karagdagang hugis ng disc. Bilang resulta ng pagpapalawak ng eter sa loob nito, bumababa ang static pressure nito sa loob. Pagkatapos ng milyun-milyong taon, ang unang kritikal na presyon ay nangyayari, kung saan lumilitaw ang iba't ibang mga subelementary na particle mula sa eter tulad ng mga patak ng hamog, kabilang ang mga photon, hard radiation - X-ray, "mga partikulo ng Diyos" at iba pa. Ang kalawakan ay nagiging nakikita at nagliliwanag. Kung ito ay lumiko patagilid patungo sa amin, kung gayon sa gitna sa paligid ng axis ay mayroon itim na tuldok o isang itim na lugar - eter kung saan hindi nabuo ang bagay. Nabubuo ito sa malalaking diameter. Mayroong isang zone o nakikitang sinturon kung saan nabuo ang bagay. Dagdag pa, habang lumalawak ang hugis-disk na bahagi, nagiging mas kumplikado ang bagay. Ang mga subelementaryong particle ay naka-compress sa lahat ng panig ng eter. Ang eter mismo sa pagitan ng mga particle ay bumubuo ng paraboloids ng pag-ikot na may static na presyon na mas mababa kaysa sa eter na nakapaligid sa kanila. Pinakamaliit cross section paraboloids sa gitna ng distansya sa pagitan ng mga sentro ng masa ng mga particle na ito at matukoy ang mga puwersa ng compression ng mga particle mula sa uncompensated pressure sa kanila mula sa magkabilang panig. Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng compression, ang mga particle ay nagsisimulang lumipat. Mayroong napakaraming mga particle, kaya ang mga nagresultang puwersa mula sa mga puwersa ng compressive ay naging katumbas ng zero sa mahabang panahon. Sa paglipas ng daan-daang milyong taon, ang balanseng ito ay unti-unting nasisira. Ang ilan sa kanila ay magkakadikit, nagpapabagal sa kanilang paggalaw, ang iba ay walang oras upang dumaan at, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng compression, nagsisimulang umikot sa paligid ng mga nakadikit na mas malalaking particle, na bumubuo ng mga atomo. Pagkatapos, pagkatapos ng bilyun-bilyong taon, ang mga molekula ay nabuo sa parehong paraan. Ang bagay ay unti-unting nagiging mas kumplikado: ang mga bituin ng gas ay nabuo, pagkatapos ay mga bituin na may mga planeta. Sa mga planeta, sa ilalim ng impluwensya ng parehong mga puwersa ng compression, ang bagay ay nagiging mas kumplikado. Nabuo: gas, likido at solidong mga sangkap. Pagkatapos, sa ilan sa kanila, magtanim at mundo ng hayop at, sa wakas, ang mga buhay na nilalang na pinagkalooban ng katalinuhan - mga tao at dayuhan. Kaya, sa mga malalayong sona ng kalawakan, habang lumalawak ang hugis-disk na bahagi, ang bagay ay nagiging mas kumplikado habang ito ay mula sa gitna ng core. Sa core mismo, ang static na presyon, tila, ay palaging lumalabas na mas mataas kaysa sa kritikal, kaya ang pagbuo ng bagay sa loob nito ay naging imposible. Ang gravity bilang tulad ay hindi umiiral sa lahat. Sa Uniberso at, sa partikular, sa mga kalawakan, ang batas ng unibersal na compression (pagpilit) ay gumagana. Ang core ng kalawakan ay isang "black hole", ngunit wala itong mga puwersa na sumisipsip sa materya. Ang liwanag na pumapasok sa naturang butas ay malayang tumagos dito, taliwas sa mga pahayag na ito ay diumano'y imposible. Dahil ang eter ng Uniberso ay isang hindi mahahati na compressible fluid, wala itong temperatura. Ang bagay lamang ang may temperatura, dahil ito ay discrete (binubuo ng mga particle). Samakatuwid, ang kahindik-hindik na Big Bang at ang Thermal Universe Theory ay lumabas na mali. Dahil ang Batas ng unibersal na compression (pagipit) ay gumagana sa Uniberso, walang hindi maipaliwanag na gravity tulad nito, na tinatanggap lamang ng mga siyentipiko sa pananampalataya. Samakatuwid, ang GTR - ang pangkalahatang teorya ng relativity ni A. Einstein at lahat ng mga teorya batay sa iba't ibang uri ng mga patlang at mga singil - ay lumalabas na hindi mapagkakatiwalaan. Walang mga field o singil. Nakahanap ng simple at naiintindihan na paliwanag ng apat na magagandang pakikipag-ugnayan. Bilang karagdagan, ang pagkahumaling ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagpisil, at pagtanggi sa pamamagitan ng pagpilit. Tungkol sa mga singil: hindi katulad ng mga singil na umaakit (ang kababalaghan ay pumipiga), at tulad ng mga singil ay nagtataboy (ang phenomenon ay nagtutulak). Samakatuwid, ang isang bilang ng iba pang mga teorya ay nagiging hindi mapanghawakan. Gayunpaman, hindi ka dapat himatayin sa takot dahil sa pagbuo ng "black holes" sa LHC - Large Hadron Collider. Hinding-hindi niya ito lilikha, gaano man kalaki ang kanyang mga tauhan, at kahit anong panunumpa ang kanyang ibigay. Ang paglikha ng "mga particle ng Diyos" (Giggs boson) ay tila imposible at hindi ipinapayong. Ang mga particle na ito mismo ay dumarating sa atin sa tapos na anyo mula sa unang sona ng ating kalawakan." Milky Way”, at hindi ka dapat matakot sa kanila. Ang boson ay umaatake sa Earth sa bilyun-bilyong taon at sa panahong ito ay walang mapanganib na nangyari. Gayunpaman, ano ang dapat mong katakutan? May napakalaking panganib, na hindi alam ng mga nag-eeksperimento sa LHC! Sa LHC, ang mga medyo mabibigat na particle ay pinabilis sa dati nang hindi maabot na bilis ng liwanag. At, kung sa ilang kadahilanan ay lumihis sila mula sa ibinigay na tilapon ng paggalaw at samakatuwid ay napunta sa isang detektor o sa ibang lugar, kung gayon sila, na may mataas na bilis at tiyak na enerhiya, at sinusubukan nilang dagdagan ito, ay magsisimulang itumba ang mga electron mula sa ang mga atomo ng mga di-radioactive na sangkap, sa gayo'y nag-uudyok sa isang dati nang hindi kilala reaksyong nuklear. Pagkatapos nito ay magsisimula ang kusang fission ng nuclei ng halos lahat ng mga sangkap. Bukod dito, ito ay magiging isang atomic na pagsabog ng hindi pa nagagawang puwersa. Dahil dito, mawawala ito: una ang LHC kasama ang Switzerland, pagkatapos ay ang Europa at ang buong mundo. Bagama't maaaring tumigil ang lahat doon, lahat tayo ay wala na doon. Ito ay magiging isang sakuna sa isang cosmic scale. Samakatuwid, bago maging huli ang lahat, dapat magpakita ng lakas ng loob ang kawani ng LHC at agad na suspindihin ang mga eksperimento sa LHC hanggang sa mabigyang linaw ang tunay na dahilan: magiging gayon ba o hindi? Marahil, sa kabutihang palad, ako ay nagkakamali. Buti sana kung ganun. Isang pangkat lamang ng mga siyentipiko ang makakapagbigay ng tamang sagot sa tanong na ito. Kolpakov Anatoly Petrovich, mechanical engineer
Ang Large Hadron Collider (LHC) ay isang tipikal (kahit napakalakas) na nagbabanggaan na particle accelerator na idinisenyo upang pabilisin ang mga proton at mabibigat na ion (lead ions) at pag-aralan ang mga produkto ng kanilang mga banggaan. Ang LHC ay isang mikroskopyo sa tulong kung saan ang mga physicist ay maglalahad ng kung ano at kung paano ginawa ang bagay, pagkuha ng impormasyon tungkol sa istraktura nito sa isang bago, kahit na mas mikroskopiko na antas.
Marami ang nag-aabang sa kung ano ang mangyayari pagkatapos nitong ilunsad, ngunit wala talagang nangyari - ang ating mundo ay napakaboring para sa isang bagay na talagang kawili-wili at engrande na mangyari. Narito ang sibilisasyon at ang korona ng paglikha nito ay tao, ito ay naging isang uri ng koalisyon ng sibilisasyon at mga tao, na nagsama-sama sa nakalipas na siglo, sa geometric na pag-unlad Dinudumhan natin ang lupa at walang habas na sinisira ang lahat ng naipon sa milyun-milyong taon. Pag-uusapan natin ito sa ibang post, kaya narito HADRON COLLIDER.
Taliwas sa marami at iba't ibang inaasahan ng mga tao at media, ang lahat ay lumipas nang tahimik at mapayapa. Oh, kung paano pinalaki ang lahat, halimbawa, ang mga pahayagan ay paulit-ulit sa bawat isyu: "LHC = ang katapusan ng mundo!", "Ang landas sa kalamidad o pagtuklas?", "Annihilation Catastrophe", halos hinulaan nila ang katapusan ng ang mundo at isang higanteng black hole, kung saan sisipsipin ang buong mundo. Tila ang mga teoryang ito ay iniharap ng mga naiinggit na pisiko na sa paaralan ay nabigo na makakuha ng isang sertipiko ng pagkumpleto na may numero 5 sa paksang ito.
Halimbawa, mayroong isang pilosopo na si Democritus, na sa kanyang sinaunang Greece(sa pamamagitan ng paraan, isinulat ito ng mga modernong mag-aaral sa isang salita, dahil nakikita nila ito bilang isang hindi umiiral na kakaibang bansa, tulad ng USSR, Czechoslovakia, Austria-Hungary, Saxony, Courland, atbp. - "Ancient Greece") nagpahayag siya ng isang ilang teorya na ang sangkap ay binubuo ng hindi mahahati na mga particle - mga atomo, ngunit natagpuan ng mga siyentipiko ang katibayan nito pagkatapos lamang ng humigit-kumulang 2350 taon. Ang isang atom (indivisible) ay maaari ding hatiin, ito ay natuklasan makalipas ang 50 taon, noong mga electron at mga butil, at core– para sa mga proton at neutron. Ngunit sila, tulad ng nangyari, ay hindi ang pinakamaliit na mga particle at, sa turn, ay binubuo ng mga quark. Ngayon, pinaniniwalaan iyan ng mga physicist mga quark- ang limitasyon ng paghahati ng bagay at walang mas kaunti ang umiiral. Mayroong anim na kilalang uri ng quark: pataas, kakaiba, kagandahan, kagandahan, totoo, pababa - at ang mga ito ay konektado ng mga gluon.
Ang salitang "collider" ay nagmula sa English collide - to collide. Sa isang collider, dalawang butil na paglulunsad ay lumilipad patungo sa isa't isa at kapag sila ay nagbanggaan, ang mga enerhiya ng mga beam ay idinagdag. Samantalang sa mga maginoo na accelerators, na itinayo at nagpapatakbo sa loob ng ilang dekada (ang kanilang mga unang modelo na medyo katamtaman ang laki at kapangyarihan ay lumitaw bago ang Ikalawang Digmaang Pandaigdig noong 30s), ang sinag ay tumama sa isang nakatigil na target at ang enerhiya ng naturang banggaan ay malaki. mas kaunti.
Ang collider ay tinatawag na "hadron" dahil ito ay dinisenyo upang mapabilis ang mga hadron. Mga Hadron- ito ay isang pamilya ng mga elementarya na particle, na kinabibilangan ng mga proton at neutrons; Mahalagang ari-arian hadrons - na hindi sila tunay na elementarya na mga particle, ngunit binubuo ng mga quark na "pinagdikit" ng mga gluon.
Ang collider ay naging malaki dahil sa laki nito - ito ang pinakamalaking pisikal na eksperimentong pag-install na umiiral sa mundo, tanging ang pangunahing singsing ng accelerator ay umaabot ng higit sa 26 km.
Ipinapalagay na ang bilis ng mga proton na pinabilis ng LHC ay magiging 0.9999999998 ng bilis ng liwanag, at ang bilang ng mga banggaan ng particle na nagaganap sa accelerator bawat segundo ay aabot sa 800 milyon Ang kabuuang enerhiya ng mga nagbabanggaang proton ay magiging 14 TeV (14 teraelectrovolts, at lead nuclei - 5.5 GeV para sa bawat pares ng nagbabanggaan na mga nucleon. Mga Nucleon(mula sa Latin na nucleus - nucleus) - isang karaniwang pangalan para sa mga proton at neutron.
Mayroong iba't ibang mga opinyon tungkol sa teknolohiya para sa paglikha ng mga accelerator ngayon: ang ilan ay nagsasabing naabot nito ang mga lohikal na limitasyon nito, ang iba ay walang limitasyon sa pagiging perpekto - at ang iba't ibang mga review ay nagbibigay ng mga pagsusuri ng mga disenyo na ang laki ay 1000 beses na mas maliit, at ang pagganap ay mas mataas. kaysa sa LHC' A. Sa electronics o computer technology, ang miniaturization ay patuloy na nagaganap na may sabay-sabay na pagtaas sa performance.
Malaking Hardon Collider, LHC - isang tipikal (kahit na lubhang) accelerator ng mga sisingilin na particle sa mga beam, na idinisenyo upang ikalat ang mga proton at mabibigat na ion (lead ions) at pag-aralan ang mga produkto ng kanilang mga banggaan. Ang BAC ay ang mikroskopyo na ito, kung saan ang pisika ay maglalahad, kung ano at paano gagawin ang pagkuha ng impormasyon tungkol sa device nito sa isang bago, mas mikroskopiko na antas.
Maraming naghintay sabik, ngunit kung ano ang dumating pagkatapos ng kanyang pagtakbo, ngunit wala sa prinsipyo at hindi pa nangyari - ang ating mundo ay nawawala magkano na nangyari ay isang bagay na talagang kawili-wili at ambisyoso. Narito ito ay isang sibilisasyon at ang kanyang korona ng paglikha ng tao, nakuha lamang ng isang uri ng koalisyon ng sibilisasyon at ang mga tao, pagkakaisa, sama-sama para sa higit sa isang siglo, sa isang geometric na pag-unlad zagazhivaem lupain, at beschinno pagsira sa anumang bagay na naipon milyon-milyong taon. Sa ito kami ay makipag-usap sa isa pang mensahe, at kaya - na siya Hadron Collider.
Sa kabila ng marami at iba't ibang inaasahan ng mga tao at media, lahat ay tahimik at mapayapa. Oh, kung paanong ang lahat ay namamaga, tulad ng kumpanya ng pahayagan sa bilang ng mga silid: "BAC = ang katapusan ng mundo!", "Ang daan patungo sa pagtuklas o sakuna?", "Kapahamakan sa pagkawasak", halos katapusan ng mundo at bagay ay isang napakalaking black hole sa zasoset na ang lahat ng lupain. Marahil ang mga teoryang ito ay naglagay ng naiinggit sa pisika, kung saan ang paaralan ay hindi nakatanggap ng isang sertipiko ng pagkumpleto mula sa figure 5, sa paksa.
Dito, halimbawa, ay isang pilosopo na si Democritus, na sa sinaunang Greece (at, nagkataon, isinulat ito ng mga mag-aaral ngayon sa isang salita, na nakikita ang kakaibang hindi umiiral, tulad ng USSR, Czechoslovakia, Austria-Hungary, Saxony, Kurland, atbp. . - "Drevnyayagretsiya"), mayroon siyang ilang teorya na ang bagay ay binubuo ng hindi mahahati na mga particle - mga atomo, ngunit ang patunay nito, natagpuan lamang ng mga siyentipiko pagkatapos ng mga 2350 taon. Atom (indivisible) - ay maaari ding hatiin, ito ay matatagpuan kahit na pagkatapos ng 50 taon sa mga electron at nuclei at ang nucleus - protons at neutrons sa. Ngunit sila, tulad ng nangyari, hindi ang pinakamaliit na mga particle at, sa turn, ay binubuo ng mga quark. Sa ngayon, naniniwala ang mga physicist na ang mga quark - ang limitasyon ng paghahati ng bagay at anumang bagay ay hindi umiiral. Alam namin ang anim na uri ng quark: ang kisame, kakaiba, kaakit-akit, kaakit-akit, tunay, ibaba — at ang mga ito ay konektado sa pamamagitan ng mga gluon.
Ang salitang "Collider" ay nagmula sa English collide - mukha. Sa collider, dalawang particle ang nagsisimulang lumipad patungo sa isa't isa at kasama ang mga collision energy beam na idinagdag. Habang sa mga conventional accelerators, na nasa ilalim ng konstruksyon at gumagana sa loob ng ilang dekada (ang una sa kanilang mga modelo sa katamtamang laki at kapangyarihan, ay lumitaw bago ang Ikalawang Digmaang Pandaigdig noong 30s), ang puchek ay umaatake sa mga nakapirming target at ang lakas ng banggaan ay marami. mas maliit.
Pinangalanan ang "Hadronic" collider dahil idinisenyo ito upang ikalat ang mga hadron. Hadrons - ay isang pamilya ng elementarya na mga particle, na kinabibilangan ng mga proton at neutron, na binubuo ng nucleus ng lahat ng atomo, pati na rin ang iba't ibang meson. Ang isang mahalagang katangian ng mga hadron ay hindi sila tunay na elementarya na mga particle, at binubuo ng mga quark, "nakadikit" na gluon.
Ang malaking collider ay dahil sa laki nito — ay ang pinakamalaking pisikal na eksperimentong setup kailanman sa mundo, tanging ang pangunahing accelerator ring lang ang umaabot nang higit sa 26 km.
Ipinapalagay na ang bilis ng dispersed tank ay magiging 0.9999999998 proton sa bilis ng liwanag, at ang bilang ng mga banggaan ng mga particle na nagmumula sa accelerator bawat segundo, sa 800 milyong kabuuang enerhiya ng nagbabanggaan na mga proton ay magiging 14 TeV (14 teraelektro-volt, at ang nuclei ng lead - 5.5 GeV para sa bawat pares ng nagbabanggaang mga nucleon (mula sa Lat. nucleus - nucleus) - ang generic na pangalan para sa mga proton at neutron.
Mayroong iba't ibang mga pananaw sa paglikha ng teknolohiya ng accelerator hanggang sa kasalukuyan: sinasabi ng ilan na dumating ito sa lohikal na bahagi nito, ang iba ay walang limitasyon sa pagiging perpekto — at ang iba't ibang mga survey ay nagbigay ng pangkalahatang-ideya ng mga istruktura, na 1000 beses na mas maliit, ngunit mas mataas. pagiging produktibo BUCK 'Oo. Sa electronics o computer na teknolohiya ay patuloy na miniaturization, habang ang paglago ng kahusayan.
Ang LHC (Large Hadron Collider, LHC) ay ang pinakamalaking particle accelerator sa mundo, na matatagpuan sa hangganan ng French-Swiss sa Geneva at pag-aari ng CERN. Ang pangunahing layunin ng pagbuo ng Large Hadron Collider ay ang paghahanap para sa Higgs boson, ang mailap na particle na siyang huling elemento ng Standard Model. Nakumpleto ng collider ang gawain: aktwal na natuklasan ng mga physicist ang elementary particle sa hinulaang enerhiya. Dagdag pa, ang LHC ay gagana sa hanay ng ningning na ito at gagana bilang mga espesyal na bagay na karaniwang gumagana: sa kahilingan ng mga siyentipiko. Tandaan, ang isa at kalahating buwang misyon ng Opportunity rover ay nag-drag sa loob ng 10 taon.
Ang lahat ng nakikita mo sa paligid mo ay binubuo ng elementarya na mga particle - quark at lepton, na maaaring pagsamahin upang bumuo ng mas malalaking particle gaya ng mga proton o atom. Ngunit hindi ito titigil doon: ang mga subatomic na particle na ito ay maaari ding magsama-sama sa mga kakaibang paraan na hindi pa natin nakikita noon. Inihayag ng pakikipagtulungan ng LHCb ang pagtuklas ng mga bagong particle na tinatawag na "pentaquarks." Ang mga resulta ng kanilang trabaho ay maaaring makatulong sa amin na i-unlock ang marami sa mga misteryo ng quark theory, isang mahalagang bahagi ng Standard Model.
Ang CERN ay ang pinakamalaking particle accelerator sa mundo. At ito ay nagkakahalaga ng pagbuo nito kung para lamang sa saklaw ng mga eksperimento na ngayon ay isinasagawa dito. Gayunpaman, ang mga eksperimento ay umabot sa isang sukat na ang mga pisiko ay hindi na maaaring bumuo ng mga ito sa kanilang sarili. Tinutulungan sila ng mga kwalipikadong inhinyero dito. Gustong malaman kung paano nagsusumikap ang mga physicist at engineer para i-upgrade ang LHC at lumikha ng kahalili sa sikat na particle accelerator?
Ang Large Hadron Collider (LHC) ay isang sisingilin na particle accelerator na tutulong sa mga physicist na matuto ng higit pa tungkol sa mga katangian ng matter kaysa sa naunang nakilala. Ginagamit ang mga accelerator upang makabuo ng mga elementary particle na may mataas na enerhiya na sisingilin. Ang operasyon ng halos anumang accelerator ay batay sa pakikipag-ugnayan ng mga sisingilin na particle na may mga electric at magnetic field. Direktang gumagana ang electric field sa particle, iyon ay, pinapataas nito ang enerhiya nito, at ang magnetic field, na lumilikha ng puwersa ng Lorentz, ay pinapalihis lamang ang particle nang hindi binabago ang enerhiya nito, at itinatakda ang orbit kung saan gumagalaw ang mga particle.
Ang collider (English collide - "to collide") ay isang accelerator na gumagamit ng mga nagbabanggaan na beam, na idinisenyo upang pag-aralan ang mga produkto ng kanilang mga banggaan. Binibigyang-daan kang magbigay ng mataas na kinetic energy sa elementarya na mga particle ng matter, idirekta ang mga ito patungo sa isa't isa upang makagawa ng banggaan.
Bakit "malaking hadron"
Ang collider ay tinatawag na malaki, sa katunayan, dahil sa laki nito. Ang haba ng pangunahing accelerator ring ay 26,659 m; hadronic - dahil sa ang katunayan na pinabilis nito ang mga hadron, iyon ay, mabibigat na mga particle na binubuo ng mga quark.
Ang LHC ay itinayo sa sentro ng pananaliksik ng European Council for Nuclear Research (CERN), sa hangganan ng Switzerland at France, malapit sa Geneva. Ngayon ang LHC ay ang pinakamalaking pang-eksperimentong pasilidad sa mundo. Ang pinuno ng malakihang proyektong ito ay ang British physicist na si Lyn Evans, at higit sa 10 libong mga siyentipiko at inhinyero mula sa higit sa 100 mga bansa ang kumuha at nakikibahagi sa konstruksiyon at pananaliksik.
Isang maikling iskursiyon sa kasaysayan
Noong huling bahagi ng 60s ng huling siglo, binuo ng mga physicist ang tinatawag na Standard Model. Pinagsasama nito ang tatlo sa apat na pangunahing pakikipag-ugnayan - malakas, mahina at electromagnetic. Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay inilalarawan pa rin sa mga tuntunin ng pangkalahatang relativity. Ibig sabihin, ngayon ang mga pangunahing pakikipag-ugnayan ay inilalarawan ng dalawang pangkalahatang tinatanggap na teorya: ang pangkalahatang teorya ng relativity at ang karaniwang modelo.
Ito ay pinaniniwalaan na ang karaniwang modelo ay dapat na bahagi ng ilang mas malalim na teorya ng istruktura ng microworld, ang bahagi na nakikita sa mga eksperimento sa mga collider sa mga energies sa ibaba ng humigit-kumulang 1 TeV (teraelectronvolt). Ang pangunahing layunin ng Large Hadron Collider ay upang makakuha ng hindi bababa sa mga unang pahiwatig ng kung ano ang mas malalim na teorya na ito.
Kasama rin sa mga pangunahing layunin ng collider ang pagtuklas at pagkumpirma ng Higgs boson. Ang pagtuklas na ito ay magpapatunay sa Standard Model ng pinagmulan ng elementarya atomic particle at standard matter. Kapag ang collider ay tumakbo nang buong lakas, ang integridad ng Standard Model ay masisira. Ang mga elementong elementarya na ang mga pag-aari ay bahagyang nauunawaan lamang natin ay hindi makakapagpanatili ng kanilang integridad sa istruktura. Ang Standard Model ay may itaas na limitasyon enerhiya 1 TeV, na may pagtaas kung saan ang particle ay naghiwa-hiwalay. Sa enerhiya na 7 TeV, maaaring malikha ang mga particle na may masa na sampung beses na mas malaki kaysa sa kasalukuyang kilala.
Mga pagtutukoy
Inaasahang magbabangga ito sa mga proton ng accelerator na may kabuuang enerhiya na 14 TeV (iyon ay, 14 teraelectronvolts o 14·1012 electronvolts) sa sistema ng sentro ng masa ng mga particle ng insidente, pati na rin ang lead nuclei na may enerhiya na 5 GeV (5·109 electronvolts) para sa bawat pares ng nagbabanggaan na mga nucleon.
Ang ningning ng LHC sa mga unang linggo ng pagtakbo nito ay hindi hihigit sa 1029 particle/cm²·s, gayunpaman, patuloy itong tumataas. Ang layunin ay makamit ang isang nominal na liwanag na 1.7 × 1034 na particle/cm² s, na parehong pagkakasunud-sunod ng magnitude gaya ng mga ningning ng BaBar (SLAC, USA) at Belle (KEK, Japan).
Ang accelerator ay matatagpuan sa parehong tunel na dating sumasakop sa Large Electron-Positron Collider, sa ilalim ng lupa sa France at Switzerland. Ang lalim ng tunel ay mula 50 hanggang 175 metro, at ang singsing ng tunel ay nakahilig ng humigit-kumulang 1.4% na may kaugnayan sa ibabaw ng lupa. Upang hawakan, itama at ituon ang mga proton beam, 1624 superconducting magnet ang ginagamit, ang kabuuang haba nito ay lumampas sa 22 km. Gumagana ang mga magnet sa temperaturang 1.9 K (−271 °C), na bahagyang mas mababa sa temperatura kung saan nagiging superfluid ang helium.
BAK detector
Ang LHC ay may 4 na pangunahing at 3 pantulong na detektor:
- ALICE (Isang Large Ion Collider Experiment)
- ATLAS (Isang Toroidal LHC Apparatus)
- CMS (Compact Muon Solenoid)
- LHCb (The Large Hadron Collider beauty experiment)
- TOTEM (TOTal Elastic and diffractive cross section Measurement)
- LHCf (The Large Hadron Collider forward)
- MoEDAL (Monopole and Exotics Detector At the LHC).
Ang una sa kanila ay naka-configure upang pag-aralan ang mabibigat na banggaan ng ion. Ang temperatura at density ng enerhiya ng nuclear matter na nabuo sa kasong ito ay sapat para sa pagsilang ng gluon plasma. Panloob na sistema Ang pagsubaybay (ITS) sa ALICE ay binubuo ng anim na cylindrical layer ng mga silicon sensor na nakapalibot sa impact point at sumusukat sa mga katangian at tumpak na posisyon ng mga umuusbong na particle. Sa ganitong paraan, madaling matukoy ang mga particle na naglalaman ng mabigat na quark.
Ang pangalawa ay idinisenyo upang pag-aralan ang mga banggaan sa pagitan ng mga proton. Ang ATLAS ay 44 metro ang haba, 25 metro ang lapad at tumitimbang ng humigit-kumulang 7,000 tonelada. Sa gitna ng tunnel, ang mga beam ng mga proton ay nagbanggaan, na ginagawa itong pinakamalaki at pinaka-kumplikadong sensor ng uri nito na nagawa kailanman. Itinatala ng sensor ang lahat ng nangyayari sa panahon at pagkatapos ng banggaan ng proton. Ang layunin ng proyekto ay tuklasin ang mga particle na hindi pa nakarehistro o natukoy dati sa ating uniberso.
Ang CMS ay isa sa dalawang malaking unibersal na particle detector sa LHC. Humigit-kumulang 3,600 siyentipiko mula sa 183 laboratoryo at unibersidad sa 38 bansa ang sumusuporta sa gawain ng CMS (Ang larawan ay nagpapakita ng CMS device).
Karamihan panloob na layer- tracker na nakabatay sa silikon. Ang tracker ay ang pinakamalaking silicon sensor sa mundo. Mayroon itong 205 m2 ng silicon sensors (halos lugar ng tennis court) na binubuo ng 76 milyong channel. Pinapayagan ka ng tracker na sukatin ang mga bakas ng mga sisingilin na particle sa isang electromagnetic field.
Sa ikalawang antas ay mayroong Electromagnetic Calorimeter. Ang Hadron Calorimeter, sa susunod na antas, ay sumusukat sa enerhiya ng mga indibidwal na hadron na ginawa sa bawat kaso.
Ang susunod na layer ng Large Hadron Collider CMS ay isang malaking magnet. Ang Large Solenoid Magnet ay 13 metro ang haba at may diameter na 6 na metro. Binubuo ito ng mga cooled coils na gawa sa niobium at titanium. Ang malaking solenoid magnet na ito ay gumagana nang buong lakas upang i-maximize ang buhay ng mga solenoid magnet particle.
Ang ikalimang layer ay muon detector at isang return yoke. Ang CMS ay idinisenyo upang siyasatin ang iba't ibang uri ng pisika na maaaring matukoy sa mga masiglang banggaan ng LHC. Ang ilan sa pananaliksik na ito ay upang kumpirmahin o pahusayin ang mga sukat ng mga parameter ng Standard Model, habang marami pang iba ang naghahanap ng bagong physics.
Marami kang masasabi tungkol sa Large Hadron Collider. Umaasa kami na ang aming artikulo ay nakatulong upang maunawaan kung ano ang LHC at kung bakit kailangan ito ng mga siyentipiko.
