Hadron Collider: Start. Böyük Hadron Collider niyə? Haradadır?

Böyük Hadron Collider daha 2007-ci ildən başlayır kimi, biz bu gün bilirik sürətləndirici, tarixi. Əvvəlcə cyclotron bir sürətləndirici xronologiyası ilə başladı. cihaz asanlıqla masa uyğun bir kiçik cihaz idi. Sonra sürətləndiriciləri hekayə davamlı inkişaf etmişdir. Bu sinxrotron və sinxrotron çıxdı.

bəlkə də ən əyləncəli tarixində 1956-cı ildən 1957-ci ilədək dövrü idi. zamanda, Sovet elm, xüsusilə fizika, xarici qardaşları geridə etməyib. təcrübə yığılmış il istifadə edərək, Vladimir Veksler adlı Sovet fizik elm bir sıçrayış etdi. Onlar zaman ən güclü sinxrotron yaradılmışdır var. Onun iş gücü 10 GeV (10 milyard elektron volt) olub. Böyük Electron-Positron Collider, bir sürətləndirici İsveçrə, Almaniya, Amerika Birləşmiş Ştatları: Bu kəşf artıq sürətləndiriciləri ciddi nümunələri yaratmışdır sonra. Kvarklar fundamental hissəciklərin öyrənilməsi - Onlar ümumi bir məqsədi var.

Böyük Hadron Collider İtalyan fizik səyləri birinci yer sayəsində yaradılmışdır. Və onun adı Carlo Rubbia, Nobel mükafatı laureatı idi. öz fəaliyyəti dövründə Rubbia Avropa Nüvə Tədqiqatları Təşkilatı direktoru vəzifəsində çalışmışdır. Bu qurmaq və LHC on-site tədqiqat mərkəzi çalıştırmak üçün qərar qəbul edilib.

Harada Hadron Collider?

Collider İsveçrə və Fransa arasında sərhədinə yerləşdiriləcək. onun dövrə uzunluğu 27 kilometr, və belə böyük adlanır. sürətləndirici ring geri 50 175 metr gedir. maqnit 1232 Collider müəyyən edilir. Onlar maqnit enerji xərcləri faktiki olaraq yoxdur, çünki bir, təcil üçün maksimum sahəsində inkişaf edə bilər o deməkdir ki, ifratkeçirici olunur. hər maqnit ümumi çəkisi 14,3 metr uzunluğu 3,5 tondur.

Hər hansı bir fiziki obyektin kimi, Böyük Hadron Collider istilik yaradır. Buna görə də, o, daim sərin lazımdır. Bu məqsədlə, temperatur maye azot 12 milyon litr istifadə 1.7 K saxlanılır. Bundan əlavə, maye helium (700,000 litr) ən əsası soyutma üçün istifadə olunur - təzyiq istifadə olunur, normal atmosfer təzyiqi daha on dəfə aşağı olan.

Temperatur 1.7 K santigrat -271 dərəcə. Belə bir temperatur demək olar ki, yaxın mütləq sıfır. Absolute sıfır fiziki bədən ola bilər mümkün olan en aşağı həddi adlanır.

Tunelin daxili maraqlı deyil azdır. imkanları ilə niobium-titan ifratkeçirici kabel var. Onların uzunluğu 7600 kilometrdir. ümumi çəkisi 1200 ton kabellər edir. kabel daxili - 1,5 milyard kilometr ümumi məsafə ilə teller 6300 bir plexus. Bu uzunluğu 10 astronomik kontur bərabərdir. Məsələn, günəş yerdən məsafə 10 belə ədəd təşkil edir.

Swiss tərəfi ilə - biz onun coğrafi yeri haqqında danışmaq, bu Collider üzüklər Saint-Genis və Forno Voltaire Fransız tərəfində yerləşən, eləcə də Marin və Vessurat şəhərləri arasında yalan olduğunu demək olar. PS adlı kiçik ring, diametri sərhəd boyunca uzanır.

raison d'être

suala cavab üçün "LHC nədir", siz elm çevirmək lazımdır. Bir çox alimlər yalnız mənada etmir, bu elmin mövcudluğu bütün dövr üçün böyük ixtira və bu gün bizə məlumdur olmadan elm olduğunu deyirlər. mövcudluğu və Böyük Hadron Collider launch LHC hissəciklər toqquşması bir partlayış ki, maraqlıdır. Bütün gözəl hissəciklər müxtəlif istiqamətlərdə dağıtmaq. çox varlığını və mənası izah edə bilər yeni hissəciklər, yaratmaq.

elm bu hissəciklər tapmaq üçün cəhd ki, ilk şey qəzaya uğrayıb - Bu nəzəri adlı fizik Peter Higgs ibtidai hissəcik ilə proqnozlaşdırılır "Higgs bozonu". Bu çarpıcı hissəcik məlumat daşıyıcısı hesab olunur. Lakin bir "hissəcik Allah" adlanır. Bu açan kainatı anlamaq üçün alim hərəkət olardı. 2012-ci ildə, 4 iyul, Hadron Collider (qismən başlamaq nail) oxşar hissəcik tapmaq kömək etmək üçün qeyd etmək lazımdır. Bu günə qədər, alimlər ətraflı öyrənmək üçün çalışırıq.

Necə uzun iradə ...

Əlbəttə, sual dərhal yaranır, niyə bu hissəciklər öyrənmək üçün belə uzun elm var. Bir cihaz varsa, siz çalıştırabilirsiniz, və hər dəfə daha çox məlumat çekim. Bu bahalı zövq deyil - LHC iş ki. One launch külli miqdarda gəlir. Məsələn, illik enerji istehlakı 800 mln. kVt / saat təşkil edir. enerji Bu məbləğ orta standartlara, təxminən 100 min. Man əhalisi olan şəhər istehlak. Bu istismar xərcləri daxil deyil. ki, bir kompüter oxunaqlı informasiya emal çox vaxt alır: - bir səbəbi məlumatların böyük həcmdə istehsal bağlı proton çopurluq zaman baş verir ki LHC partlayış edir. Hətta baxmayaraq ki, hətta böyük bugünkü standartlara, məlumat almaq kompüter güc.

Digər səbəb - bu az məşhurdur qaranlıq məsələ. Bu istiqamətdə Collider ilə iş Alimlər kainatın görünən sıra yalnız 4% təşkil edir ki, arxayın ola bilərsiniz. Bu istirahət güman edilir - bu qaranlıq maddə və qaranlıq enerji. Təcrübi bu nəzəriyyə doğru olduğunu sübut etməyə çalışır.

Hadron Collider: ya qarşı

LHC mövcudluğu təhlükəsizlik sual altına qaranlıq məsələ nəzəriyyəsini irəli qoyun. sual ortaya çıxdı: "Hadron Collider: ya qarşı?" O, bir çox alimlər narahat idi. Dünyanın bütün böyük ağıl iki kateqoriyaya bölünür. "Müxaliflər" Belə bir məsələ varsa, onda onun əks hissəcik olmalıdır ki, bir maraqlı nəzəriyyə irəli qoyduq. Və sürətləndirici hissəciklər toqquşması qaranlıq hissəsini görünür. bir risk var idi qaranlıq hissəsi və biz üz görmək hissəsi idi. Sonra kainatın ölüm gətirib çıxara bilər. Lakin, ilk start LHC sonra bu nəzəriyyə qismən broken olmuşdur.

doğum - əhəmiyyəti Next daha bir kainatın partlayış, və ya gəlir. Bu kainatın mövcudluğu ilk saniyə hərəkət necə toqquşması nəticəsində müşahidə edilə bilər ki, güman edilir. yol o Big Bang mənşəyi sonra baxdı. Bu hissəcik toqquşma proses kainatın doğum əvvəlində idi bir çox oxşardır ki, güman edilir.

elm yoxlanılır başqa inanılmaz fikir ən azı - bu ekzotik modelləri var. Bu inanılmaz görünür, lakin bizə insanlar kimi digər ölçüləri və universes var ki, təklif bir nəzəriyyə var. Və işin kifayət qədər, sürətləndirici və kömək edə bilərlər.

Sadəcə qoymaq, sürətləndirici mövcudluğu məqsədi yaradılmışdır necə kainat nə anlamaq üçün sübut və ya hissəciklər və əlaqədar hadisələrin mövcud nəzəriyyəsini təkzib edir. Əlbəttə ki, bu il, lakin hər başlanğıc, elm dünyasına aşdı yeni kəşflər ilə olardı.

sürətləndirici haqqında faktlar

Hər kəs sürətləndirici 99% -ə qədər işıq sürəti hissəciklər sürətləndirir ki, bilir, lakin bir çox insanlar faiz of 99,9999991% -ə bərabər olduğunu bilmirəm işıq sürəti. Bu gözəl rəqəm, çünki mükəmməl dizayn mənada edir və güclü maqnit sürətləndirmək. Biz də az tanınmış faktlar bir qeyd etmək lazımdır.

sürətləndirilməsi zamanı hissəciklər toqquşması istehsal nömrələri

bir dəstə protonların sayı	100 milyard. (1011)
dəstələri sayı	2,808 üçün
proton keçən sayı detector zonasında şüaları	qədər 31 milyon. İkinci zonaları 4
kəsişməsində hissəcik toqquşma sayı	20
toqquşması məlumatlara görə Volume	1.5 MB
hissəciklər Higgs miqdarda	1 (şüa tam intensivliyi və hissəciklər Higgs xüsusiyyətləri haqqında müəyyən fərziyyələr uyğun olaraq) hər 2.5 saniyə bit

iki əsas detektorları hər gələn məlumatların təxminən 100 mln. Akarsu saniyə içində 100.000-dən çox CD başa bilər. Yalnız bir ay disklər sayının yığını qoymaq zaman, ay üçün kifayət qədər olacaq ki, belə bir boyu çatmışdır. Buna görə də detektorlar gələn bütün məlumatları toplamaq üçün qərar, lakin yalnız o əslində məlumat üçün bir filtre kimi çıxış məlumatların toplanması sistemi istifadə üçün icazə olan. Bu partlayış zamanı meydana gələn yalnız 100 hadisələri qeyd etmək üçün qərar qəbul edilib. Yazılan bu hadisələr də sürətləndirici mövqeyi yerdir Particle Fizika Avropa laboratoriyası yerləşir LHC sistemi, məlumat mərkəzi arxiv olacaq. qeydə alınıb hadisələr və elmi icma böyük maraq təmsil edənlər qeyd olunacaq.

aftertreatment

məlumatların yüz kilobayt qeyd sonra işlənəcək. Bu məqsədlə, daha iki milyon kompüter CERN yerləşir. Bu kompüter məqsədi xam data emal və sonrakı təhlili üçün faydalı olacaq onların əsasında formalaşması edir. Əlavə yaradılan data stream yönəldiləcək bir kompüter şəbəkəsi GRİD. Bu online şəbəkə dünyanın müxtəlif müəssisələrində yerləşən kompüter minlərlə birləşdirən üç qitədə yerləşir yüzdən artıq əsas mərkəzləri, bağlar. maksimum data dərəcəsi - Bütün bu xal optik liflər istifadə CERN ilə bağlıdır.

faktlar danışan fiziki göstəricilərin strukturu haqqında da qeyd etmək lazımdır. Tunnel sürətləndirici üfüqi təyyarə 1,4% -i sapma var. Bu monolit qaya sürətləndirici tunelin ən qoymaq üçün ilk növbədə edildi. Belə ki, qarşı tərəfdən yerləşdirilməsi dərinliyi fərqlidir. biz Cenevrə yaxınlığında yerləşən göl olan güman varsa, dərinliyi 50 metrdir. əks hissəsi 175 metr dərinliyi var.

Maraqlıdır ki, ay fazaları sürətləndirici təsir edir. Bu məsafədə çıxış edə bilər bir uzaq obyekt kimi görünə bilər. Amma qeyd olunur ki, çox 25 sm yüksələn Cenevrə sahəsində torpaq surge olduğu bir tam ay ərzində. Bu Collider uzunluğu təsir göstərir. Length bununla 1 millimetr incremented, və şüa enerji 0,02% ilə dəyişdirilir. şüa nəzarət enerji 0.002% -ə qədər keçirilməlidir olduğundan, tədqiqatçılar nəzərə bu fenomen almaq lazımdır.

çox Həmçinin maraqlı, Collider tunel bir octagon daha çox dairə şəklində olmasıdır. Angles qısa bölmələr formalaşır. Onlar sabit detektorları və sürətli hissəcik beam idarə sistemi təşkil edilir.

struktur

məlumat çox və alimlərin həyəcan ilə bağlı launch olan Hadron Collider - inanılmaz cihaz. Bütün sürətləndirici iki üzük ibarətdir. Kiçik ring ixtisarlar istifadə etmək proton sinxrotron adlı ya - PS. Böyük ring - Super Proton Synchrotron, və ya SPS. Birlikdə iki üzük 99,9% -ə dispers sahə pay işıq sürəti imkan verir. Belə ki, 16 dəfə onların ümumi enerji artırılması, artır və proton enerji Collider. O, həmçinin hissəciklər sayı: 30 Mill. Saat / s bir-biri ilə toqquşmaq imkan verir. 10 saat. 4 əsas detektorları saniyədə rəqəmsal məlumatların ən 100 terabayt əldə edilir. fərdi amillər səbəbindən data qəbul. Məsələn, bir mənfi elektrik ittiham var ibtidai hissəciklər aşkar, və yarım spin ola bilər. Bu hissəciklər qeyri-sabit olduğundan, onda qeyri-mümkün onların aşkar yalnız öz enerji tir ox müəyyən bucaq emissiya ediləcək aşkar etmək mümkündür yönəldirik. Bu addım ilk trigger səviyyəli adlanır. Bu addım məntiq həyata inteqrasiya olunur 100-dən çox xüsusi data kartları izləyir. Bu hissəsi məlumatların alınması zamanı da xarakterizə olunur bir ikinci 100-dən çox tysyach data blokları bir seçim edir. Sonra, bu məlumatlar bir yüksək səviyyəli mexanizmi istifadə edərək baş analizi üçün istifadə olunur.

Next Level Systems, əksinə, bütün detector axını məlumat almaq. Software detector şəbəkə fəaliyyət göstərir. 10 microseconds - Orada sonrakı data blokları, blokları arasında orta vaxt emal kompüter bir çox istifadə edəcək. Programs orijinal nöqtəsinə uyğun hissəciklər bir nişanı yaratmaq lazımdır. nəticə bir hadisə zamanı yaranan təcil, enerji və digər yol ibarət formalaşmış data set edir.

sürətləndirici hissələri

Bütün sürətləndirici 5 əsas hissəyə bölmək olar:

1) elektron-pozitron sürətləndirici Collider. part ifratkeçirici xüsusiyyətləri ilə 7 tysyach maqnit var. Onlarla şüa tunelin həlqəvi istiqamətində vasitəsilə baş verir. Həmçinin onlar kimin eni bir saç eni azalır bir axını bir şüa diqqət.

2) Compact muon Solenoid. Bu detector ümumi məqsəd üçün nəzərdə tutulmuşdur. Belə bir detector məsələn, Higgs hissəcik üçün axtarış, yeni fenomeni üçün axtarış olunur.

3) Detector LHCb. antiquarks - Bu cihaz əhəmiyyəti Kvarklar və onlara qarşı hissəciklər üçün axtarış edir.

4) toroidal quraşdırma ATLAS. Bu detector muons təsbit üçün nəzərdə tutulmuşdur.

5) Alice. Bu detector aparıcı ionları və proton-proton toqquşma vuruşan ələ.

Çətinliklər LHC başlayaraq

yüksək texnologiya olması aradan qaldırır ki, baxmayaraq təcrübə hər şey səhvlərin imkanı fərqlidir. bir gecikmə, eləcə də sürətləndirici toplaşmaq uğursuzluq zamanı. Bu gözlənilməz vəziyyət idi ki, olmalıdır. Cihaz çox nüanslar var və elm oxşar nəticələr gözləmək belə dəqiq tələb edir. Məsələn, başlamaq zamanı elm qarşılaşdığı problemlərdən biri - dərhal toqquşma əvvəl proton şüaları diqqət maqnit, imtina. Bu ciddi Qəza səbəbiylə ifratkeçirici maqnit itkisi dağı məhv səbəb oldu.

Bu problem 2007-ci ildə yaranmışdır. bu, Collider başlamaq bir neçə dəfə təxirə salınıb və iyun ayında launch reallaşan Çünki demək olar ki, bir il Collider hələ başlamayıb.

Collider son launch uğurlu olmuşdur, bu məlumatların bir çox terabayt toplanır.

5 aprel 2015-ci il reallaşan launch olan Hadron Collider, uğurla fəaliyyət göstərir. ay şüaları ring ətrafında təqib edəcək zamanı tədricən güc artır. kimi öyrənilməsi üçün məqsədləri, no. toqquşma enerji şüaları artacaq. 7 13 TeV TeV olan lift dəyəri. Bu artım hissəciklər toqquşması nəticəsində yeni imkanlar görmək üçün imkan verir.

2013-cü və 2014-cü ildə. tunellər, sürətləndiriciləri, detektorları və digər avadanlıqların ciddi texniki yoxlamalar idi. nəticə 18 bipolar maqnit funksiyası ifratkeçirici oldu. Onların ümumi sayı 1232 ədəd olduğunu qeyd etmək lazımdır. Lakin qalan maqnit gözədəyməz getdi yoxdur. Əks halda biz aşağı soyutma müdafiə sistemi əvəz təkmilləşdirilmiş qoymaq. Həmçinin maqnit soyutma sistemi yaxşılaşmışdır. Bu onlara maksimum gücü ilə, aşağı temperaturda qalmağa imkan verir.

Bütün yaxşı gedir, sürətləndirici növbəti launch yalnız üç il sonra baş tutacaq. Bu dövrdə, Collider texniki müayinəsi yaxşılaşdırılması üçün planlaşdırılmış işlər planlaşdırılır.

Bu təmir dəyəri nəzərə alınmadan, bir qəpik xərcləri qeyd etmək lazımdır ki. Hadron Collider, 2010-cu 7,5 mlrd. Avro bərabər bir dəyəri var. Bu rəqəm elm tarixinin ən bahalı layihələrin siyahısında ilk növbədə bütün layihə göstərir.

Son xəbər

Fasilədən sonra reallaşan launch olan Hadron Collider, uğurlu olmuşdur. Maraqlı məlumatlar toplanmışdır. Məsələn, sübut doğru hissəciklər müasir fikir ki, təqdim edildi. Bu CMS və LHCb detektorları düzgün işləməsi sayəsində mümkün olur. Bu detektorlar tənəzzül BS Direct sübut sədaqət müasir nəzəriyyələr iki Meson tərəfindən tutuldu.

Bu nəzəriyyə sübut necə sual dəyər. Bir yolu - bu yeni hissəciklər ələ edir. toqquşma müasir nəzəriyyə baxılmalıdır o deməkdir ki, yeni ibtidai hissəciklər olacaq ki, var.

Alimlər bu göstərə bilər, çünki hissəcik diqqət diqqət, və ya ən azı supersymmetry istiqamətində qapını açın. Bu Cenevrədə Elmi-Tədqiqat Mərkəzində daha öyrənilməsi və iş üçün yaxşı bir başlanğıc.

Nə gələn var?

Collider növbəti modernləşdirilməsi baş verəcək sonra hissəciklər daha öyrənilməsi həvalə olunacaq. Xüsusilə, Higgs bozonunun haqqında daha ətraflı məlumat üçün lazım olacaq. Bu kəşf Nobel mükafatı, onun xassələri bütün layiq görülmüşdür tam aydın və sübut olmasına baxmayaraq. Buna görə də, alimlər bu gözəl hissəciklər öyrənilməsi uzun və çətin iş var.

Bundan əlavə, siz sübut və ya supersymmetry nəzəriyyəsini təkzib etmək üçün işlərini davam etməlidir. Bu bir az fantastik görünür, lakin baxmayaraq, mövcud olmaq hüququna malikdir. bütün diqqət yalnız hər bir layihə üçün əhəmiyyət kəsb edən birinci məsələ verilir ki, düşünmürəm, bu sahədə iş alimlərin öz komanda var.

Əlbəttə ki, bu elm müraciət etmək lazımdır bütün vəzifələri deyil. informasiya hər yeni terabayt ilə daim əlavə suallar siyahısını qəbul və onların cavabları il ərzində baxdı bilər.