Великий адронний коллайдер: на службі у науки

великий адронний колайдерПро великому адронному колайдері настільки часто згадували в пресі, що назва цього складного технічного споруди і пристрої вже перетворилося в щось загальне. А між тим він дійсно великий (довжина розташованого на глибині в середньому ста метрів кільцевого тунелю перевищує 26,5 кілометрів), насправді адронний (так як працює з адронами, особливими елементарними частинками, які піддалися сильному взаємодії) і вже точно коллайдер (в перекладі з англійської «Штовхувачі», адже в ньому на величезній швидкості в спеціально заданих точках стикаються елементарні частинки).

Відео: Навіщо потрібен Великий Адронний Коллайдер? мульт теорія

Для роботи з теоріями потрібна практика

Великий адронний коллайдер, що функціонує на кордоні Швейцарії і Франції (вірніше, під кордоном між цими країнами) в структурі Європейської організації з ядерних досліджень (ЦЕРН), зовсім не є чимось революційним в історії фізики. В тому ж ЦЕРНЦЕРН (CERN): тут роблять наукуЦЕРН (CERN): тут роблять науку, крім коллайдера, функціонують ще кілька прискорювачів, а перший прискорювач частинок був побудований ще в двадцяті роки минулого століття. Необхідність для фізиків в прискорювачах елементарних частинок виникла в зв`язку з практичною необхідністю вирішити протиріччя між двома основними теоріями. На яких і засновано сучасне наукове розуміння світу - між теорією відносностіТеорія відносності Ейнштейна: пора на звалище?Теорія відносності Ейнштейна: пора на звалище? Альберта Ейнштейна і квантової механікою, що бере початок в квантової теорії Макса Планка.

Відео: Коллайдер. наука 2.0


Справа в тому, що для розгляду питань про розбіжностях між цими теоріями і для подальшого розвитку фізики необхідно вивчення властивостей і будови елементарних частинок. Відомості ж про це можна отримати лише при зіткненні цих частинок після контрольованого і детально фіксується їх розгону, що і здійснюється в прискорювачах. Примітно, що масштабні проекти прискорювачів частинок не вичерпуються лише великим адронним колайдером, запущеним в 2008 році: в США до 2011 року діяв майже тридцять років подібний прискорювач під назвою Теватрон, в Росії був побудований подібний прискорювач, але в дев`яності роки через брак коштів роботи по його остаточного завершення були заморожені. Але великий адронний коллайдер є найбільш масштабним з подібних споруд, що дозволяє виробляти на ньому унікальні експерименти. Зрозуміло, теоретична наука такого масштабу вимагає аж ніяк не теоретичних, а конкретних фінансових витрат: у 2009 році сумарна вартість будівництва коллайдера, його обслуговування і проведення експериментів перевищила 6 мільярдів євро.


Щоб розігнати нікчемні частки - стільки зусиль

Тунель великого адронного коллайдера розташований під землею на глибині від 50 до 175 метрів, при цьому кільце тунелю має нахил щодо земної поверхні на 1,4%. Він складається з двох труб, які майже по всій протяжності йдуть паралельно і перетинаються в місцях розташування особливих детекторів, які і фіксують зіткнення елементарних частинок. Розгін частинок здійснюється не в самому колайдері, а в допоміжних прискорювачах, з яких пучки частинок, набуваючи все більшу швидкість, в результаті подаються в головний прискорювач. В результаті пучки досягають такої швидкості, що здійснюють понад десяти тисяч обертів по круговому тунелі за одну секунду.

Відео: Великий Адронний Коллайдер запустили на повну потужність Розпочато нові експерименти

Одну з головних ролей в роботі великого адронного коллайдера грають детектори, в яких і фіксується інформація про зіткнення частинки. В цілому в комплексі знаходиться сім детекторів, чотири з яких (ATLAS, CMS, ALICE, LHCb) є основними, а три допоміжними. Детектори ATLAS і CMS це детектори загального призначення, завдання яких полягає в пошуку фактичних доказів бозона ХіггсаБозон Хіггса: останній цеглинка світобудови?Бозон Хіггса: останній цеглинка світобудови?, теоретично передбаченою елементарної частинки, а також для виявлення темної матеріїЧорна (темна) матерія: чи є чорна кішка в темній кімнаті?Чорна (темна) матерія: чи є чорна кішка в темній кімнаті?, тобто такої гіпотетичної форми матерії, яка не взаємодіє з електромагнітним випромінюванням. У свою чергу, детектор ALICE вивчає проблему кварк-глюонної плазми в зіткненнях важких іонів свинцю, а детектор LHCb досліджує питання відмінностей між матерією і антиматерією. Потрібно відзначити, що при роботі коллайдера зіткнення частинок проводяться одночасно у всіх чотирьох детекторах, незалежно від типу прискорених частинок.

На великий адронний коллайдер вже витрачені величезні і ще будуть витрачені напевно чималі гроші. Залишається лише вірити фахівцям, які запевняють що кошти ці витрачені не даремно. Так, начебто вже великий крок зроблений для виявлення бозона Хіггса - сама невловима частинка, правда, не виявлено, зате відкинуті досить широкі енергетичні шари, де цей бозон міг бути, але його там немає. Загалом, область пошуків звужується. Зате в ході пошуків була виявлена інша елементарна частинка, яка отримала попереднє робоча назва chi b (3P). Це теж виявився бозон, але не бозон Хіггса, а якийсь інший варіант частинок, які надають вагу іншим частинкам - в даному випадку бозон складається з двох частин, тоді як бозон Хіггса повинен бути неподільним.

Відео: Наука 2.0 Live. Великий адронний колайдер



Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

» » Великий адронний коллайдер: на службі у науки