Үлкен адрон коллайдер диаграммасы. Адрондық коллайдер: ұшыру. Үлкен адрондық коллайдер не үшін қажет және ол қайда орналасқан? Үлкен адрон коллайдері не үшін қажет?

Сіздің осы хабарламаны жылжытуға қатысуыңыз қажет. Мәселе сондай күрделі
және барлық саналы адамдардың көмегі қажет болатын өлімге әкелетін ҚАБЫЛДАУға толы,
Жердің жойылу қаупін жоюға қандай үлес қосатыныңызды өзіңіз шешесіз.
Хабарламаның қайталануы үшін кешірім сұраймын.
БАРЛЫҚ! БАРЛЫҚ! БАРЛЫҚ!
Біз тірі болсақ, LHC (Үлкен Адрон Коллайдері) Үлкен Адрон Коллайдерін тоқтатамыз,
әйтпесе LHC біздің өлімге әкелетін адрон коллайдеріне айналады.
ЦЕРНДЕ АДАМЗАТТЫҢ ТҰРМАҚ ҚҰҚЫҒЫНА ҮЛКЕН ҚАУІП төніп тұр
аздаған адамның Нобель сыйлығына деген қорқынышты қызығуы мен ойланбауының салдарынан
BLACK HOLES-пен өлімге әкелетін ойындарды бастаған ғылым фанаттары және басқалары кем емес
Өлімге әкелетін адрон коллайдеріндегі ҚАУІПТІ ЭКСПЕРИМЕНТТЕР.
Төрешінің салдарын бағалауда олар қарсыластарын естімейді. Қатысу керек
тәуелсіз сарапшылар мен ғаламшардың қоғам қайраткерлерінің пікірін ортаға салып, бірлесіп шешеді
Адамзат үшін соңғы «Пандора қорабын» ашу қаупінсіз Жердің болашағы.
Мүмкін, мұндай коллайдерлермен басқа әлем физиктерінің амбициялық эксперименттері
және өз өркениетін Һармагеддонға әкелді. Бұл сезім эксперименттерде пайда болады
ҚАРА ТЕСІК - материяны жейтін және Ақылдың қызығушылығы мен өмір сүруінің шегі бар,
Өйткені, Әлемде Адамзаттың аналогтарының болуының белгілері табылған жоқ.
Біздің бақытсыз доктармен жабылған тағы бір жаңа ҚАРА ТҰРЫҚ Жерді және
Ғаламда күн жүйесі пайда болады, өкінішке орай, БІЗ БӘРІМІЗ БІЗ ЖОҚ БОЛДЫҚ
Үлкен адрон коллайдерінен кейін ғылыммен жасалған ҚАРА ТҰРЫҚТЫҢ құрсағында.
Жердің Армагеддоны мүмкін емес қара тесік, және сынақ сынақтары кезінде емес
LHC, өлімге әкелетін адрон коллайдерінде өте экстремалды эксперименттер кезінде қанша.
ӘЛЕМНІҢ АКЫРЗЫ ТУРАЛЫ ПАЙГАМБАРЛАР ЖЫЛАЙДЫ.
Адамдар! бір сәттіктен бас тарт, ойлан - Адамзатқа қауіп төніп тұр.
Тәніңіздің Құдайдың Құтқаруына сенбеңіз. Адам өзін көрсетуге еркін
өз еркімен және оның салдары үшін жауапты; көрсеткіші – бүкіл адамзат тарихы.
Ядролық соғыстың планетарлық апатының алдын алған жағдай болды
Хиросима мен Нагасакиден кейінгі жер тұрғындарының көпшілігі үшін қауіпті күйзеліс.
Жалпы күшейген алаңдаушылықтың тұңғиығы ядролық қаруда тұрған саясаткерлерді басып алды.
түймелерін басып, олардың амбицияларын тежеп, ядролық Апокалипсистің шығуына жол бермеді.
Біркелкі болмас үшін Үлкен адрон коллайдерін ТОҚТАТУ керек
аңғал сенімнің кесірінен жердің өлімі мен адамзаттың ақырзаманының аздап қаупі
ғылымға және оның «ТИТАНИК» өлімге әкелетін адрон коллайдеріне, бұл физиктердің өлімге әкелетін шедеврі.
АДАМДАР! НАРАЗЫЛЫҚ! Зиянды коллайдерді ТОҚТАТУ үшін кез келген себеп іздеңіз.
НАРАЗЫЛЫҚ! НАРАЗЫЛЫҚ БАРЛЫҒЫНА мүмкіндігінше жеткізіңіз. ӨМІР немесе ӘЛЕМНІҢ СОҢЫ!
ТОҚТА! Үлкен адрондық коллайдер – адамзаттың Армагеддонының ұрпағы.
АДАМДАР! ОЯНУ! ЖӘНЕ НАРАЗЫЛЫҚ! НАРАЗЫЛЫҚ! НАРАЗЫЛЫҚ!
Сіңірілмегендер үшін Ақылдың тууы мен өлу ықтималдығы туралы ОЙЛАНЫЗ.
Жер бетінде ДНҚ-ның бір ғана молекуласының пайда болу ықтималдығы елестету мүмкін емес және
10^-800 болса, тірі жаратылыстардың ықтималдығы мен ықтималдығын қосыңыз
Ақылдың тууы. Біз, адамдар ғаламдағы ЕРЕКШЕ екенімізді елестетіп көріңізші!
Адамзаттың пайда болуы мен өмір сүруі - ТЕҢІРДІ БОЛМАҒАН факт, яғни
ең кішкентай тәуекелдің өзі МҮМКІН. Эксперименттердің теориялық болжауға болмайтын салдары
LHC-де ТАРТЫЛМАЙДЫ, сондықтан өлімге әкелетін АҚАУЛЫҚТАР ықтималдығы
сәтсіз эксперименттер өте шынайы. Армагеддон қаупі өте көп
өмірдің пайда болуы мүмкін. Ғылым жолында өмірге қауіп төндіретін фактілер белгілі
Қызық үшін жер тұрғындарының өміріне қауіп төндіру ҚОЛДАНЫЛМАЙДЫ! Бұл оларға қандай қауіп төндіреді. Олар
бұрын оларды елемеді, тәуекел Нами және қазір LHC. Клиникалық, ЭКСТРЕМАЛЫҚ
LHC жағдайларын табиғи құбылыстармен теңестіру. LHC фотосуретін көрдіңіз бе? Бізге беріледі
бұл MONSTER қауіпті емес, ол сізді бір протонның ұсақ-түйек деректерімен ренжітеді. Мәселе мынада
протондар 100 МИЛЛИАРД шоғырға қысылады. Қан ұйығышының қалыңдығы жұқарақ
адамның шашы (0,03 мм), ал протондар ~ 100 кг үлкен энергиямен қамтамасыз етіледі.
TNT және жарық жылдамдығына дейін үдетілген протондардың бұл шоғырлары қашқысы келеді
«Маңдайлар», нәтижелері тіпті теорияларға да белгісіз. Протондармен тасымалдайды, өте бос болады
ауыр атомдардың иондарын қолданатын қорқынышты тәжірибелер. Мүмкін емес,
олардың қызығушылығын қанағаттандыру үшін CERN шарттарды модельдейді » үлкен жарылыс».
Жалпы, жағдай ТИТАНИК, ал Айсберг LHC (Lethal Adron Collider),
a Біз қашып құтылу мүмкіндігі жоқ, өлімге әкелетін коллайдердің жолаушылары-кепілгерлеріміз. Кепілгерлер
Жер тұрғындарының қауіпсіздігі - ғылымның өзіне сенімді бір уыс фанаттары, дайын
бәрі қызған білім мен Нобель сыйлығына ие болу үшін. Олардың бейқамдығы
және Us Laity-ге немқұрайлылық Хиросима мен Нагасаки, Чернобыль трагедиясын тудырды.
АДАМДАР! ОЯНУ! Кеш болмай тұрғанда, НАРАЗЫЛЫҚ! НАРАЗЫЛЫҚ! НАРАЗЫЛЫҚ!
ТОҚТА! LHC - Lethal Adron Collider - Lethal Adron Collider.

Адрондық коллайдер құрылысының мақсаттары, құрылымы мен жұмысы туралы ақпарат ашылғаннан бері мұндай зерттеулердің салдары туралы көптеген болжамдар пайда болды. Коллайдердің ұшырылуы тарихты «бұрын» және «кейін» деп бөлуге болатын уақыт кезеңі болды. Тіпті ең жарқын ақыл-ойлар жердегі жағдайлар үшін табиғи емес жағдайларда материяның қалай әрекет ететінін болжай алмады. Үлкен адрон арқылы көптеген керемет теориялар мен болжамдар жасалды коллайдер, соңғы жаңалықтароны осы бөлімде табуға болады.

Басқа әлемдерге арналған портал

Коллайдердің сәтті ұшырылуының бірі күтпеген нәтиже беріп, басқа әлемге портал ашты. Тәжірибе жүргізілген жердің үстінде аспандағы бөлшектердің соқтығысуы кезінде әдеттен тыс қызыл-қоңыр түсті бұлттар пайда болды, порталға ұқсайтын құйын басталды. Адрон коллайдері протондар мен иондардың соқтығысуы арқылы басқарылатын жолмен қара тесіктердің кішірек нұсқаларын жасауға арналған. Ғалымдар мақсатына жетті ме, әлде «портал» жай ғана кездейсоқтық па, белгісіз.

Алдағы уақытта болатыны белгілі Ресейдегі адрон коллайдері, оның қуаты бірінші жобаның қуаттылығынан 100 есе артық болады. Ресей Федерациясында салынып жатқан коллайдердің алдын ала фотосуреттері ауқымдылығымен таң қалдырады. Жаңа LHC бойынша эксперименттер қандай салдарға әкелетінін болжау қиын. Физика саласындағы зерттеулерге қызығушылық танытатын кез келген адамға қарауға кеңес береміз коллайдер бейнеӘрекетте.

Біз бүгін Үлкен адрон коллайдері ретінде білетін үдеткіштің жасалу тарихы 2007 жылдан басталады. Бастапқыда үдеткіштердің хронологиясы циклотроннан басталды. Құрылғы үстелге оңай түсетін шағын құрылғы болды. Содан кейін акселераторлардың тарихы қарқынды дами бастады. Синхрофазотрон және синхротрон пайда болды.

Тарихта ең қызықтысы 1956-1957 жылдар аралығы болды. Сол кездерде кеңестік ғылым, атап айтқанда физика шетел ағайындарынан қалыспайды. Осы жылдар ішінде жинақталған тәжірибені пайдалана отырып, Владимир Векслер есімді кеңес физигі ғылымға жаңалық жасады. Ол сол кездегі ең қуатты синхрофазотронды жасады. Оның жұмыс күші 10 гигаэлектронвольт (10 миллиард электронвольт) болды. Осы ашылудан кейін үдеткіштердің маңызды мысалдары жасалды: үлкен электронды-позитрондық коллайдер, швейцариялық үдеткіш, Германияда, АҚШ-та. Олардың барлығының бір мақсаты болды – кварктардың іргелі бөлшектерін зерттеу.

Үлкен адрондық коллайдер ең алдымен итальяндық физиктің күш-жігерінің арқасында жасалды. Оның аты Карло Руббиа, лауреат Нобель сыйлығы. Руббиа өз мансабында Еуропалық ядролық зерттеулер ұйымында директор болып жұмыс істеді. Дәл ғылыми-зерттеу орталығының орнында адрон коллайдерін жасап, іске қосу туралы шешім қабылданды.

Адрон коллайдері қайда?

Коллайдер Швейцария мен Франция шекарасында орналасқан. Оның шеңбері 27 шақырым, сондықтан оны үлкен деп атайды. Үдеткіш сақина 50-ден 175 метрге дейін тереңдікке барады. Коллайдерде 1232 магнит бар. Олар асқын өткізгіш болып табылады, яғни олардан үдеткіштің максималды өрісін жасауға болады, өйткені мұндай магниттерде энергия шығыны іс жүзінде жоқ. Әрбір магниттің жалпы салмағы 3,5 тонна, ұзындығы 14,3 метр.

Кез келген физикалық нысан сияқты, Үлкен адрон коллайдері жылу шығарады. Сондықтан оны үнемі салқындату керек. Ол үшін 1,7 К температура 12 миллион литр сұйық азотпен сақталады. Сонымен қатар, салқындату үшін 700 мың литр жұмсалады, ең бастысы, қалыпты атмосфералық қысымнан он есе төмен қысым қолданылады.

Цельсий шкаласы бойынша 1,7 К температура -271 градус. Мұндай температура физикалық денеде болуы мүмкін ең төменгі мүмкін шек деп аталатынға жақын.

Туннельдің іші де қызық емес. Асқын өткізгіштік қабілеті бар ниобий-титан кабельдері бар. Олардың ұзындығы 7600 шақырымды құрайды. Кабельдердің жалпы салмағы 1200 тоннаны құрайды. Кабельдің ішкі жағы жалпы қашықтығы 1,5 миллиард километр болатын 6300 сымнан тұратын шиеленіс. Бұл ұзындық 10 астрономиялық бірлікке тең. Мысалы, осындай 10 бірлікке тең.

Егер оның географиялық орны туралы айтатын болсақ, онда коллайдер сақиналары француз жағында орналасқан Сент-Жени және Форне-Вольтер қалаларының, сондай-ақ Швейцария жағында Мейрин мен Вессураның арасында жатыр деп айта аламыз. Диаметрі бойынша шекараны бойлай PS деп аталатын шағын сақина өтеді.

Болмыстың мәні

«Адрондық коллайдер не үшін» деген сұраққа жауап беру үшін ғалымдарға жүгіну керек. Көптеген ғалымдар бұл ғылымның бүкіл кезеңіндегі ең үлкен өнертабыс екенін және онсыз біз бүгін білетін ғылымның мағынасы жоқ екенін айтады. Үлкен адрон коллайдерінің болуы және ұшырылуы қызықты, өйткені адрон коллайдерінде бөлшектер соқтығысқанда жарылыс болады. Ең кішкентай бөлшектердің барлығы әртүрлі бағытта шашыраңқы. Көптеген заттардың бар болуы мен мағынасын түсіндіре алатын жаңа бөлшектер пайда болады.

Ғалымдар осы құлаған бөлшектерден табуға тырысқан бірінші нәрсе - физик Питер Хиггс теориялық тұрғыдан болжаған, бұл таңғажайып бөлшек ақпаратты тасымалдаушы деп аталатын элементар бөлшек болды. Оны әдетте «Құдайдың бөлшегі» деп те атайды. Оның ашылуы ғалымдарды ғаламды түсінуге жақындатады. Айта кетейік, 2012 жылы 4 шілдеде Адрон коллайдері (оны ұшыру жартылай сәтті болды) ұқсас бөлшекті анықтауға көмектесті. Бүгінгі күні ғалымдар оны егжей-тегжейлі зерттеуге тырысуда.

Қанша уақыт...

Әрине, ғалымдар бұл бөлшектерді неге ұзақ уақыт бойы зерттеп келді деген сұрақ бірден туындайды. Егер құрылғы бар болса, оны іске қосуға болады және әр жолы көбірек жаңа деректерді қабылдай аласыз. Адрондық коллайдердің жұмысы қымбат рахат. Бір ұшыру өте қымбат тұрады. Мысалы, жыл сайынғы энергия тұтыну 800 млн кВт/сағ. Бұл энергия көлемін орташа есеппен алғанда 100 мыңға жуық халқы бар қала тұтынады. Бұл техникалық қызмет көрсету шығындарын есептемейді. Тағы бір себеп, адрон коллайдерінде протондар соқтығысқан кезде пайда болатын жарылыс деректердің үлкен көлемін алумен байланысты: компьютерлер соншалықты көп ақпаратты оқиды, сондықтан оны қажет етеді. көп саныуақыт. Ақпаратты қабылдайтын компьютерлердің қуаты бүгінгі стандарттар бойынша да керемет болғанымен.

Келесі себеп кем емес белгілі.Осы бағытта коллайдермен жұмыс істейтін ғалымдар бүкіл ғаламның көрінетін спектрі бар болғаны 4% екеніне сенімді. Қалғандары қараңғы материя мен қараңғы энергия деп болжанады. Бұл теорияның дұрыстығын тәжірибе жүзінде дәлелдеуге тырысады.

Адрондық коллайдер: жақтап немесе қарсы

Қараңғы материяның жетілдірілген теориясы адрон коллайдерінің өмір сүру қауіпсіздігіне күмән келтірді. «Адрондық коллайдер: жақтай ма, әлде қарсы ма?» деген сұрақ туындады. Ол көптеген ғалымдарды алаңдатты. Әлемнің барлық ұлы ақыл-ойлары екі санатқа бөлінеді. «Қарсыластар» қызықты теорияны алға тартты, егер мұндай материя бар болса, онда оның қарама-қарсы бөлшек болуы керек. Ал бөлшектер үдеткіште соқтығысқан кезде қараңғы бөлік пайда болады. Қараңғы бөлік пен біз көрген бөлік соқтығысады деген қауіп болды. Сонда бұл бүкіл ғаламның өліміне әкелуі мүмкін. Алайда адрон коллайдерінің бірінші ұшырылуынан кейін бұл теория ішінара бұзылды.

Келесі маңыздылық - бұл ғаламның жарылуы, дәлірек айтқанда, туу. Соқтығыс кезінде ғаламның өмір сүрудің алғашқы секундтарында қалай әрекет еткенін байқауға болады деп саналады. Үлкен жарылыстың пайда болуынан кейінгі көзқарасы. Бөлшектердің соқтығысу процесі ғаламның пайда болуының ең басында болған процеске өте ұқсас деп саналады.

Ғалымдар сынап жатқан тағы бір фантастикалық идея - экзотикалық модельдер. Бұл керемет көрінеді, бірақ біз сияқты адамдар бар басқа өлшемдер мен ғаламдар бар деп болжайтын теория бар. Бір қызығы, үдеткіш мұнда да көмектесе алады.

Қарапайым тілмен айтқанда, үдеткіштің өмір сүруінің мақсаты - ғаламның не екенін, оның қалай жаратылғанын түсіну, бөлшектер мен оған байланысты құбылыстар туралы бар барлық теорияларды дәлелдеу немесе жоққа шығару. Әрине, бұл жылдарға созылады, бірақ әрбір ұшырылған сайын ғылым әлемін төңкеретін жаңа жаңалықтар пайда болады.

Үдеткіш туралы фактілер

Үдеткіш бөлшектерді жарық жылдамдығының 99% -на дейін үдететінін бәрі біледі, бірақ бұл пайызы жарық жылдамдығының 99,9999991% екенін көп адам білмейді. Бұл таңғажайып фигура тамаша дизайн мен күшті жеделдету магниттерінің арқасында мағынасы бар. Сондай-ақ азырақ белгілі фактілерді атап өту керек.

Екі негізгі детектордың әрқайсысынан келетін шамамен 100 миллион деректер ағыны секундтарда 100 000-нан астам ықшам дискілерді толтыра алады. Бір айдың ішінде дискілердің саны соншалықты биіктікке жетіп, егер оларды табанға бүктеп салса, айға жетеді. Сондықтан детекторлардан келетін барлық деректерді емес, шын мәнінде алынған деректер үшін сүзгі қызметін атқаратын деректерді жинау жүйесін пайдалануға мүмкіндік беретін мәліметтерді ғана жинау туралы шешім қабылданды. Жарылыс кезінде болған 100 оқиғаны ғана жазу туралы шешім қабылданды. Бұл оқиғалар Еуропалық элементар бөлшектер физикасы зертханасында орналасқан Үлкен адрондық коллайдер жүйесінің компьютерлік орталығының мұрағатында жазылады, ол сонымен қатар үдеткіштің орналасқан жері болып табылады. Жазылған оқиғалар жазылмайды, бірақ ғылыми қауымдастық үшін үлкен қызығушылық тудыратын оқиғалар жазылады.

Пост-өңдеу

Жазудан кейін жүздеген килобайт деректер өңделеді. Ол үшін CERN-де орналасқан екі мыңнан астам компьютер қолданылады. Бұл компьютерлердің міндеті бастапқы мәліметтерді өңдеу және одан әрі талдауға ыңғайлы болатын базаны қалыптастыру болып табылады. Әрі қарай жасалған деректер ағыны GRID компьютерлік желісіне жіберіледі. Бұл интернет желісі дүние жүзіндегі әртүрлі мекемелерде орналасқан мыңдаған компьютерлерді біріктіреді, үш континентте орналасқан жүзден астам ірі орталықтарды біріктіреді. Барлық осындай орталықтар деректерді берудің максималды жылдамдығы үшін талшықты оптика арқылы CERN-ге қосылған.

Фактілер туралы айтқанда, құрылымның физикалық көрсеткіштерін де атап өту керек. Үдеткіш туннелі көлденең жазықтықтан 1,4% төмен. Бұл ең алдымен орналастыру үшін жасалды көпшілігімонолитті жынысқа үдеткіш туннель. Осылайша, қарама-қарсы жақтарда орналастыру тереңдігі әртүрлі. Женеваға жақын орналасқан көлдің жағасынан есептесеңіз, тереңдігі 50 метр болады. Қарама-қарсы бөлігінің тереңдігі 175 метр.

Ең қызығы сол ай фазаларыүдеткішке әсер етеді. Мұндай алыстағы нысанның мұндай қашықтықта қалай әрекет ететіні көрінетін сияқты. Дегенмен, айдың толуы кезінде, толқын пайда болғанда, Женева аймағындағы жер 25 сантиметрге дейін көтерілетіні байқалды. Бұл коллайдердің ұзындығына әсер етеді. Осылайша ұзындығы 1 миллиметрге артады, ал сәуленің энергиясы да 0,02% өзгереді. Сәуле энергиясын бақылау 0,002% -ға дейін төмендеуі керек болғандықтан, зерттеушілер бұл құбылысты ескеруі керек.

Бір қызығы, коллайдер туннелі көптеген адамдар ойлағандай шеңбер емес, сегізбұрыш тәрізді. Бұрыштар қысқа бөліктерге байланысты қалыптасады. Оларда орнатылған детекторлар, сондай-ақ үдеткіш бөлшектердің сәулесін басқаратын жүйе бар.

Құрылым

Іске қосылуы көптеген бөлшектерді пайдалануды және ғалымдардың толқуын көздейтін адрон коллайдері - таңғажайып құрылғы. Бүкіл үдеткіш екі сақинадан тұрады. Кішкентай сақина Протон синхротроны немесе қысқартуларды қолданатын болсақ, PS деп аталады. Үлкен сақина - Proton Super Synchrotron немесе SPS. Екі сақина бірге бөліктерді жарық жылдамдығының 99,9% дейін таратуға мүмкіндік береді. Сонымен бірге коллайдер протондардың энергиясын да арттырады, олардың жалпы энергиясын 16 есе арттырады. Ол сондай-ақ бөлшектердің бір-бірімен шамамен 30 миллион рет / с соқтығысуына мүмкіндік береді. 10 сағат ішінде. 4 негізгі детектор секундына кемінде 100 терабайт сандық деректерді шығарады. Деректер алу жеке факторларға байланысты. Мысалы, олар теріс мәні бар элементар бөлшектерді анықтай алады электр заряды, сонымен қатар жарты айналдыру мүмкіндігі бар. Бұл бөлшектер тұрақсыз болғандықтан, оларды тікелей анықтау мүмкін емес, тек олардың сәулелік осіне белгілі бір бұрышпен ұшатын энергиясын анықтауға болады. Бұл кезең бірінші жүгіру деңгейі деп аталады. Бұл кезеңді іске асыру логикасы енгізілген 100-ден астам деректерді өңдеудің арнайы тақталары бақылайды. Жұмыстың бұл бөлігі деректерді алу кезеңінде секундына 100 мыңнан астам деректер блогы таңдалатындығымен сипатталады. Содан кейін бұл деректер талдау үшін пайдаланылады, ол жоғары деңгейлі қозғалтқышты пайдаланып орындалады.

Келесі деңгейдегі жүйелер, керісінше, детектордың барлық ағындарынан ақпаратты алады. Детектордың бағдарламалық құралы желіге қосылған. Онда ол деректердің кейінгі блоктарын өңдеу үшін көптеген компьютерлерді пайдаланады, блоктар арасындағы орташа уақыт 10 микросекундты құрайды. Бағдарламалар бастапқы нүктелерге сәйкес келетін бөлшектер белгілерін жасауы керек. Нәтиже бір оқиға кезінде пайда болған импульс, энергия, траектория және басқалардан тұратын деректердің қалыптасқан жиынтығы болады.

Үдеткіш бөліктері

Бүкіл үдеткішті 5 негізгі бөлікке бөлуге болады:

1) Электрон-позитронды коллайдер үдеткіші. Бөлшек - асқын өткізгіштік қасиеттері бар шамамен 7 мың магнит. Олардың көмегімен сәуле сақиналы туннель бойымен бағытталады. Сондай-ақ олар сәулені бір ағынға бағыттайды, оның ені бір шаштың еніне дейін азаяды.

2) Шағын муонды электромагнит. Бұл жалпы мақсаттағы детектор. Мұндай детекторда жаңа құбылыстарды іздеу және, мысалы, Хиггс бөлшектерін іздеу.

3) LHCb детекторы. Бұл құрылғының маңыздылығы кварктарды және олардың қарама-қарсы бөлшектерін - антикварктарды іздеуде жатыр.

4) ATLAS тороидальды орнату. Бұл детектор мюондарды анықтауға арналған.

5) Алиса. Бұл детектор қорғасын иондарының соқтығысуларын және протон-протон соқтығыстарын түсіреді.

Адрон коллайдерін іске қосу проблемалары

болуына қарамастан жоғары технологияқателердің болу мүмкіндігін жоққа шығарады, іс жүзінде бәрі басқаша. Үдеткішті құрастыру кезінде іркілістермен қатар, ақаулар да болды. Бұл жағдай күтпеген жерден болған жоқ деп айту керек. Құрылғыда көптеген нюанстар бар және соншалықты дәлдікті талап етеді, сондықтан ғалымдар ұқсас нәтижелерді күткен. Мысалы, ұшыру кезінде ғалымдардың алдында тұрған мәселелердің бірі протон сәулелерін соқтығысудың алдында ғана шоғырландырған магниттің істен шығуы болды. Бұл ауыр апат магниттің асқын өткізгіштігінің жоғалуы салдарынан қондырма бөлігінің бұзылуынан болды.

Бұл мәселе 2007 жылы басталды. Осыған байланысты коллайдерді ұшыру бірнеше рет кейінге қалдырылды және тек маусым айында ұшырылды, бір жылға жуық уақыттан кейін коллайдер әлі де іске қосылды.

Коллайдердің соңғы ұшырылуы сәтті өтіп, көптеген терабайт деректер жиналды.

2015 жылдың 5 сәуірінде ұшырылған Адрон коллайдері сәтті жұмыс істеуде. Айдың ішінде арқалықтар сақинаны айналып өтіп, қуатты бірте-бірте арттырады. Мұндай зерттеудің мақсаты жоқ. Сәуленің соқтығысу энергиясы артады. Мән 7 ТеВ-тен 13 ТеВ-қа дейін көтеріледі. Мұндай өсу бізге бөлшектердің соқтығысуының жаңа мүмкіндіктерін көруге мүмкіндік береді.

2013 және 2014 жылдары туннельдерге, үдеткіштерге, детекторларға және басқа да жабдықтарға күрделі техникалық тексерулер жүргізілді. Нәтижесінде асқын өткізгіш функциясы бар 18 биполярлы магнит пайда болды. Айта кету керек, олардың жалпы саны 1232 дана. Дегенмен, қалған магниттер назардан тыс қалмады. Қалғандарында салқындатқышты қорғау жүйелері ауыстырылып, жақсартылғандары орнатылды. Магниттердің салқындату жүйесі де жетілдірілді. Бұл олардың тұруына мүмкіндік береді төмен температуралармаксималды қуатпен.

Егер бәрі ойдағыдай болса, үдеткіштің келесі ұшырылуы үш жылдан кейін ғана болады. Осы кезеңнен кейін коллайдерді жетілдіру, техникалық байқаудан өткізу бойынша жоспарлы жұмыстар жоспарлануда.

Айта кету керек, жөндеу құнын есептемегенде бір тиын тұрады. Адрон коллайдерінің 2010 жылғы жағдай бойынша бағасы 7,5 миллиард еуроға тең. Бұл көрсеткіш бүкіл жобаны ғылым тарихындағы ең қымбат жобалар тізімінің басына шығарады.

LHC (Large Adron Collider, LHC) Женевадағы Франция-Швейцария шекарасында орналасқан және CERN-ге тиесілі әлемдегі ең үлкен бөлшектерді үдеткіш болып табылады. Үлкен адрондық коллайдерді құрудың негізгі міндеті Хиггс бозоны, қол жетпес бөлшек, соңғы элементті іздеу болды. стандартты үлгі. Коллайдер тапсырманы орындады: физиктер болжамды энергияларда элементар бөлшекті тапты. Әрі қарай, LHC осы жарық диапазонында жұмыс істейді және әдетте арнайы объектілер жұмыс істейді: ғалымдардың өтініші бойынша. Есіңізде болсын, Opportunity роверінің бір жарым айлық миссиясы 10 жылға созылды.

Ғалымдар Хиггс бозонын тапқаннан кейін, олар одан да қиын мақсатты: қараңғы материяны іздейтін болады. Бізді қараңғы материя және қараңғы энергия қоршап жатыр - галактикаларды байланыстыратын, бірақ өзін-өзі бермей көрінбейтін заттар. Жаңа мақалада әлеуетті бөлшектің салыстырмалы түрде баяу жылдамдығын пайдалану арқылы Үлкен адрон коллайдері арқылы қараңғы материяны іздеудің инновациялық әдісі көрсетілген.

Үлкен адрондық коллайдер не «Ақырзаман машинасы» не ғаламның құпиясының кілті деп аталды, бірақ оның маңыздылығы даусыз.

Әйгілі британдық ойшыл Бертран Рассел айтқандай: «- бұл сенің білетінің, философияның сен білмейтіні». Шынайы ғылыми таным философиялық зерттеулерде кездесетін өз бастауларынан әлдеқашан бөлініп қалған сияқты. Ежелгі Греция, бірақ олай емес.

Бүкіл ХХ ғасырда ғалымдар ғылымда дүниенің құрылымы туралы сұрақтың жауабын табуға тырысты. Бұл процесс өмірдің мәнін іздеуге ұқсас болды: көптеген теориялар, болжамдар және тіпті ақылсыз идеялар. Ғалымдар қандай қорытындыға келді XXI ғасырдың басығасыр?

Бүкіл әлем одан тұрады элементар бөлшектер, олар бар барлық нәрселердің соңғы формалары болып табылады, яғни кішірек элементтерге бөлуге болмайтын нәрселер. Оларға протондар, электрондар, нейтрондар және т.б. Бұл бөлшектер бір-бірімен үнемі әсерлеседі. Ғасырымыздың басында ол 4 іргелі типте көрініс тапты: гравитациялық, электромагниттік, күшті және әлсіз. Біріншісі жалпы салыстырмалылық теориясымен сипатталған, қалған үшеуі Стандартты модель (кванттық теория) шеңберінде біріктірілген. Сондай-ақ, кейінірек «Хиггс өрісі» деп аталатын басқа өзара әрекеттесу бар деген болжам жасалды.

Біртіндеп барлық іргелі өзара әрекеттесулерді біріктіру идеясы « барлығының теориясы», ол бастапқыда әзіл ретінде қабылданса да, тез арада қуатты ғылыми бағытқа айналды. Бұл не үшін қажет? Бәрі оңай! Әлемнің қалай жұмыс істейтінін түсінбестен, біз жасанды ұядағы құмырсқалар сияқтымыз - біз өз шегімізден шыға алмаймыз. Адамның білімі мүмкін емес (жақсы немесе Сау болыңызмүмкін емес, егер сіз оптимист болсаңыз) әлемнің құрылымын толығымен қамти алмайды.

«Барлығын қабылдаймын» деп мәлімдейтін ең танымал теориялардың бірі қарастырылады жіп теориясы. Бұл бүкіл Әлемнің және біздің өміріміздің көп өлшемді екенін білдіреді. Дамыған теориялық бөлікке және Брайан Грин мен Стивен Хокинг сияқты әйгілі физиктердің қолдауына қарамастан, оның эксперименталды растауы жоқ.

Ғалымдар, ондаған жылдар өткен соң, стендтерден хабар таратудан шаршады және біржолата i нүктесін қою керек нәрсе құруға шешім қабылдады. Бұл үшін әлемдегі ең үлкен тәжірибелік қондырғы құрылды - Үлкен адрондық коллайдер (LHC).

«Коллайдерге!»

Коллайдер дегеніміз не? Ғылыми тілмен айтқанда, бұл қарапайым бөлшектердің өзара әрекеттесуін одан әрі түсіну үшін оларды жеделдетуге арналған зарядталған бөлшектердің үдеткіші. Қарапайым тілмен айтқанда, бұл ғалымдар өз теорияларын дәлелдеу үшін күресетін үлкен арена (немесе қаласаңыз, құмсалғыш).

Алғаш рет элементар бөлшектерді соқтығыстырып, не болатынын көру идеясы 1956 жылы американдық физик Дональд Уильям Керсттен шыққан. Осының арқасында ғалымдар ғаламның құпиясына ене алады деген ұсыныс айтты. Протондардың екі шоғын жалпы энергиядан миллион есе артық итеру не дұрыс емес сияқты. термоядролық синтез? Уақыт өте қолайлы болды: қырғи-қабақ соғыс, қарулану жарысы және тағы басқалар.

LHC құрылу тарихы

Зарядталған бөлшектерді алу және зерттеу үшін үдеткіш құру идеясы 1920 жылдардың басында пайда болды, бірақ алғашқы прототиптер 1930 жылдардың басында ғана жасалды. Бастапқыда олар жоғары вольтты сызықтық үдеткіштер болды, яғни зарядталған бөлшектер түзу сызықта қозғалды. Сақина нұсқасы 1931 жылы АҚШ-та енгізілді, содан кейін ұқсас құрылғылар бірқатар дамыған елдерде - Ұлыбританияда, Швейцарияда және КСРО-да пайда бола бастады. Олар атын алды циклотрондар, ал кейінірек ядролық қаруды жасау үшін белсенді түрде қолданыла бастады.

Айта кету керек, бөлшектердің үдеткішін құру құны керемет жоғары. Қырғи қабақ соғыс кезінде негізгі емес рөл атқарған Еуропа оны құруға тапсырыс берді Еуропалық ядролық зерттеулер ұйымы (көбінесе CERN орыс тілінде оқылады), ол кейінірек LHC құрылысын қолға алды.

CERN әлемдік қоғамдастықтың АҚШ пен КСРО-дағы ядролық зерттеулерге алаңдаушылық білдіруінен кейін құрылды, бұл жалпы жойылуға әкелуі мүмкін. Сондықтан ғалымдар күш біріктіріп, оларды бейбіт бағытқа бағыттауды ұйғарды. 1954 жылы CERN ресми түрде дүниеге келді.

1983 жылы CERN демеушілігімен W және Z бозондары ашылды, содан кейін Хиггс бозондарын ашу мәселесі тек уақыт мәселесі болды. Сол жылы ашылған бозондарды зерттеуде басты рөл атқарған Үлкен электрон-позитрондық коллайдер (LEPC) құрылысы бойынша жұмыстар басталды. Дегенмен, сол кезде де құрылған құрылғының сыйымдылығы көп ұзамай жеткіліксіз болатыны белгілі болды. Ал 1984 жылы BEPC бөлшектелгеннен кейін бірден LHC салу туралы шешім қабылданды. Бұл 2000 жылы болған оқиға.

2001 жылы басталған LHC құрылысына оның бұрынғы БЭПК орнында, Женева көлінің аңғарында өтуі ықпал етті. Қаржыландыру мәселелеріне байланысты (1995 жылы құны 2,6 млрд швейцар франкіне бағаланса, 2001 жылы ол 4,6 млрд-тан асты, 2009 жылы 6 млрд долларды құрады).

Қазіргі уақытта LHC шеңбері 26,7 км болатын туннельде орналасқан және бірден екі еуропалық елдің - Франция мен Швейцарияның аумақтарынан өтеді. Туннельдің тереңдігі 50-ден 175 метрге дейін өзгереді. Сондай-ақ, үдеткіштегі протондардың соқтығысу энергиясы 14 тераэлектронвольтке жететінін атап өту керек, бұл BEPC көмегімен қол жеткізілген нәтижелерден 20 есе жоғары.

«Қызығушылық – жамандық емес, үлкен жиіркеніштілік»

CERN коллайдерінің 27 км туннелі Женеваға жақын жерде 100 метр жер астында орналасқан. Мұнда аса үлкен өткізгіш электромагниттер орналасады. Оң жақта көлік вагондары. Juhanson/wikipedia.org (CC BY-SA 3.0)

Бұл адам қолымен жасалған «ақырзаман машинасы» не үшін қажет? Ғалымдар дүниені Үлкен жарылыстан кейінгі, яғни материя пайда болған кездегідей көреді деп күтеді.

Мақсаттар, ғалымдар LHC құрылысы кезінде өздерін белгіледі:

1. «Барлығының теориясын» одан әрі құру мақсатында Стандартты үлгіні растау немесе теріске шығару.
2. Бесінші іргелі әрекеттесу бөлігі ретінде Хиггс бозонының бар екендігінің дәлелі. Ол, теориялық зерттеулерге сәйкес, олардың симметриясын бұзып, электрлік және әлсіз өзара әрекеттесулерге әсер етуі керек.
3. Олардан тұратын протондардан 20 мың есе кіші іргелі бөлшек болып табылатын кварктарды зерттеу.
4. Әлемнің көп бөлігін құрайтын қараңғы материяны алу және зерттеу.

Бұл ғалымдар LHC-ге қойған жалғыз мақсаттардан алыс, бірақ қалғандары көбірек байланысты немесе таза теориялық.

Қандай жетістікке жетті?

Сөзсіз, ең үлкен және ең маңызды жетістік бар екенін ресми растау болды Хиггс бозоны. Ғалымдардың пікірінше, барлық элементар бөлшектердің масса алуына әсер ететін бесінші өзара әрекеттесу (Хиггс өрісі) ашылды. Хиггс өрісінің басқа өрістерге әрекеті кезінде симметрия бұзылған кезде W және Z бозондары массивке айналады деп есептеледі. Хиггс бозонының ашылуы өзінің маңыздылығымен соншалық, бірқатар ғалымдар оларға «құдай бөлшектері» деген атау берді.

Кварктар бөлшектерге (протондар, нейтрондар және т.б.) бірігеді, олар деп аталады адрондар. Дәл солар LHC-де жылдамдатады және соқтығысады, сондықтан оның атауы. Коллайдердің жұмысы кезінде адроннан кваркты бөліп алу мүмкін емес екені дәлелденді. Егер сіз мұны істеуге тырыссаңыз, мысалы, протоннан қарапайым бөлшектердің басқа түрін шығарасыз - мезон. Бұл адрондардың бірі ғана және өздігінен жаңа ештеңе әкелмейтініне қарамастан, кварктардың өзара әрекеттесуін одан әрі зерттеу шағын қадамдармен дәл жүргізілуі керек. Ғаламның қызмет етуінің іргелі заңдылықтарын зерттеуде асығыстық қауіпті.

Кварктардың өзі LHC пайдалану кезінде ашылмағанымен, олардың бұрын болуы белгілі бір сәтматематикалық абстракция ретінде қабылданады. Мұндай алғашқы бөлшектер 1968 жылы табылды, бірақ «шынайы кварктың» бар екендігі ресми түрде 1995 жылы ғана дәлелденді. Тәжірибелердің нәтижелері оларды көбейту мүмкіндігімен расталады. Сондықтан LHC ұқсас нәтижеге қол жеткізу қайталау ретінде емес, олардың бар екендігінің шоғырландырушы дәлелі ретінде қабылданады! Кварктардың шындыққа қатысты мәселесі еш жерде жойылмағанымен, өйткені олар жай ғана бөліп көрсетуге болмайдыадрондардан.

Қандай жоспарлар?

«Барлығының теориясын» құрудың негізгі міндеті шешілген жоқ, бірақ оның көрініс табуының ықтимал нұсқаларын теориялық тұрғыдан зерттеу жүргізілуде. Әзірге бірігу мәселесінің бірі жалпы теориясалыстырмалылық және Стандартты модель, олардың әрекетінің басқа ауқымы қалады, осыған байланысты екіншісі біріншінің ерекшеліктерін ескермейді. Сондықтан Стандартты үлгінің шегінен шығып, шегіне жету маңызды жаңа физика.

Суперсимметрия -ғалымдардың пайымдауынша, ол бозондық және фермиондық кванттық өрістерді байланыстырады, сондықтан олар бір-біріне айнала алады. Дәл осы түрлендіру түрі Стандартты үлгінің шеңберінен шығып кетеді, өйткені кванттық өрістердің симметриялық кескіні мыналарға негізделген деген теория бар. гравитондар. Тиісінше, олар болуы мүмкін элементар бөлшекауырлық.

Бозон Мадала- Мадала бозонының бар екендігі туралы гипотеза басқа өрістің бар екенін болжайды. Тек Хиггс бозоны белгілі бөлшектермен және заттармен әрекеттессе, онда мадала бозоны қараңғы материя. Ғаламның үлкен бөлігін алып жатқанына қарамастан, оның бар болуы Стандартты үлгінің шеңберіне кірмейді.

Микроскопиялық қара тесік LHC зерттеулерінің бірі - қара тесік жасау. Иә, иә, дәл осы қара, ғарыш кеңістігіндегі бәрін тұтынатын аймақ. Бақытымызға орай, бұл бағытта айтарлықтай ілгерілеушілік байқалмады.

Бүгінгі таңда Үлкен адрон коллайдері көп мақсатты болып табылады Зерттеу орталығы, оның жұмысына негізделген теориялар жасалып, тәжірибе жүзінде расталған, бұл бізге әлемнің құрылымын жақсырақ түсінуге көмектеседі. Сын толқындары қауіпті деп саналатын бірқатар үздіксіз зерттеулердің айналасында жиі көтеріледі, соның ішінде Стивен Хокинг, бірақ ойын шамға тұрарлық. Не картасы, не компасы, не айналамызды қоршаған дүние туралы қарапайым білімі жоқ капитанмен Ғалам деп аталатын қара мұхитта жүзе алмаймыз.

Қатені тапсаңыз, мәтін бөлігін бөлектеп, басыңыз Ctrl+Enter.