Adron Kollayderi: Start. Katta Adron Kollayderi nima? Qayerda?

Katta Adron Kollayderi yana 2007 yildan beri boshlanadi, biz bugun bilib tezlatkich, tarixi. Dastlab u siklotroni tezlatkich xronologik bilan boshlandi. qurilma osonlik stol ustiga mos kichik qurilma edi. So'ngra tezlatgichlar hikoya barqaror ishlab chiqildi. Bu Synchrotron'u va Synchrotron'u paydo bo'ldi.

Ehtimol, eng qiziq tarixiga 1956 dan 1957 yilgacha vaqt bo'ldi. paytda, Sovet ilm-fan, xususan, fizika, chet el birodarlariga ortda qilmadi. tajriba to'plangan yillik foydalanish, Vladimir Veksler nomidagi sovet fizigi, ilm-fan bir hamlada qilgan. Ular vaqtda eng kuchli sinkrotron yaratilgan bo'ladi. Uning mehnat qobiliyati 10 GEV (10 milliard elektron sarma) edi. Katta Electron-pozitron çarpıştırıcısı, bir Hızlandırıcı Shveytsariya, Germaniya, Amerika Qo'shma Shtatlari: bu kashfiyot allaqachon tezlatgichlar jiddiy misollar yaratdi keyin. kvark asosiy zarralari o'rganish - Ular butun bir umumiy maqsadga ega.

Katta Adron Kollayderi Italiya fizik sa'y-harakatlari birinchi o'rin tufayli yaratilgan. Va uning ismini Karlo Rubbia, Nobel mukofoti laureati bo'ldi. o'z faoliyati davomida Rubbia Yadro Tadqiqotlari Yevropa tashkiloti direktori bo'lib ishlagan. Bu qurish va LHC on-sayt tadqiqot markazi ishlatish uchun qaror qabul qilindi.

Qaerda Adron Kollayderi?

Kollayderi Shveytsariya va Frantsiya o'rtasidagi chegarada joylashtirilgan. uning atrofidagilar uzunligi 27 kilometr bo'lgan, va shuning uchun u katta deyiladi. katalizator Ring Back 50 175 metr ketadi. magnit 1232 çarpıştırıcı o'rnatiladi. Ular bunday magnit energiya xarajatlari deyarli yo'q, chunki bir, jadallashtirish uchun maksimal maydonini rivojlantirish mumkin degan ma'noni anglatadi, supero'tkazuvchilardan etiladi. Har bir magnitlangan umumiy og'irligi 14,3 metr uzunligi 3,5 tonna.

har qanday jismoniy ob'ekt kabi, Katta Adron Kollayderi issiqlik chiqaradi. Shuning uchun, u doim salqin zarur. Shu maqsadda, harorat suyuq azot, 12 million litr yordamida 1,7 K muhofaza qilinadi. Bundan tashqari, suyuq geliy (700.000 litr), eng muhimi, sovutish uchun ishlatiladi, va - bosim ishlatiladi, normal atmosfera bosimi nisbatan o'n baravar kam bo'lgan.

Harorat 1,7 K santigrat -271 daraja. Bunday harorat deyarli yaqin mutlaq nol. Mutlaq nol jismoniy tanani bo'lishi mumkin bo'lgan eng kam chegarasi, deyiladi.

tunnel ichki qismi qiziqarli emas kam. imkoniyatlari bilan niobiy-titan süperiletken kabel bor. Ularning uzunligi 7600 kilometrni tashkil etadi. umumiy vazni 1200 tonna Kabellar hisoblanadi. kabel interyer - 1,5 milliard kilometr umumiy masofa bilan simlar 6300 bir pleksus. Bu uzunligi 10 astronomik donaga teng. Misol uchun, Erdan Quyoshgacha masofa 10 kabi birliklari hisoblanadi.

Shveytsariya tomoni bilan - biz uning geografik joylashuvi haqida gapirish bo'lsa, u çarpışmasıyla uzuk Sankt-keng va Forno Volter frantsuz tomonida joylashgan, shuningdek, Marie va Vessurat shaharlari o'rtasida yolg'on, deb aytish mumkin. PS deb nomlangan kichik halqa, diametri chegarasida uzaytiradi.

Raison d'être

savolga javob berish maqsadida "LHC nima", sen olimlar tavba qilish kerak. Ko'pchilik olimlar faqat mantiqiy emas, u ilm-fan mavjudligiga butun davri uchun katta kashfiyot, va bugun bizga ma'lum busiz deb ilm-fan, deb aytish. mavjudligi va Katta Adron Çarpıştırıcısı'nda ishga tushirilishi LHC zarralar bilan to'qnashuv portlash, deb ham qiziqarli. Barcha nozik zarralar turli yo'nalishlarda sochib. ko'p mavjudligini va ma'nosini tushuntirib mumkin bo'lgan yangi zarralar, shakllantirish.

olimlar bu zarralar topishga harakat qilgan birinchi narsa halokatga - u nazariy jihatdan deb nomlangan fizik Piter Higgs elementar zarralar tomonidan bashorat qilingan "Higgs bozon". Bu ajoyib zarracha axborot tashuvchi hisoblanadi, deb hisoblanadi. Biroq u "zarracha Xudo" deb ataladi. ochib koinotni tushunish olimlar harakat qiladi. Bu 2012-yilda, 4 iyul kuni, Adron Kollayderi (qisman uni boshlash muvaffaqiyatli) shunga o'xshash zarracha topishga yordam uchun ta'kidlash lozim. Bugungi kunda olimlar batafsil uni o'qishga harakat qilamiz.

Qanday uzoq irodasi ...

Albatta, savol darhol paydo, nega bu zarralar o'rganish juda uzoq olimlar bor. Agar qurilma bo'lsa, siz uni ishlatish mumkin, va har safar yanada ko'proq ma'lumot olish uchun. u qimmat zavq emas - LHC ish haqiqatdir. Bir ishga tushirilishi katta miqdorda turadi. Misol uchun, yillik energiya iste'moli 800 million. kVt / soat teng. energiya, bu miqdor o'rtacha standartlari da, taxminan 100 ming. Inson bir aholiga ega shahar iste'mol. Bu xizmat xarajatlarini o'z ichiga olmaydi. shunday qilib, kompyuter-o'qib ma'lumotlarni qayta ishlash juda ko'p vaqt talab etadi: - Yana bir sababi ma'lumotlarning katta hajmi ishlab chiqarish bilan bog'liq proton teshik qachon sodir LHC portlash, deb. Hatto qaramay, hatto katta bugungi standartlari tomonidan, ma'lumot olish kompyuterlar elektr.

Yana bir sababi - u hech kam mashhur qora nazar. Bu yo'nalishda Çarpıştırıcısı'nda bilan ishlash Olimlar koinotning aniq soha faqat 4%, deb ishontirgan. Bu dam deb taxmin qilinadi - bu qorong'i masala va qorong'i energiya hisoblanadi. Eksperimental bu nazariya to'g'ri ekanligini isbotlash uchun harakat.

Adron Kollayderi: yoki qarshi

LHC mavjudligiga xavfsizlik shubha ostiga qorong'u materiya nazariyasini ilgari surdi. savol paydo bo'ldi: "Adron Kollayderi: yoki qarshi?" U ko'plab olimlarga xavotirda edi. Dunyoning barcha katta aqllari ikki toifaga bo'linadi. "Muxoliflar" kabi nazar mavjud bo'lsa, u holda uning qarama-qarshi zarracha bo'lishi kerak, deb qiziq nazariyasini ilgari qildik. Va tezlatuvchida zarrachalar to'qnashuvi qorong'u qismini paydo bo'ladi. xavfi bor edi to'q qismi va biz yuzini ko'rish doirasida deb. So'ngra u koinotning o'limga olib kelishi mumkin. Biroq, birinchi boshlanish LHC keyin bu nazariya qisman singan edi.

Tug'ilgan - ahamiyatga Keyingi o'rniga bir koinotning portlash, yoki keladi. Bu koinotning mavjudligi birinchi soniya harakat qanday to'qnashuv kuzatilishi mumkin, deb ishoniladi. yo'l u Katta portlash kelib keyin qaradim. Bu zarracha to'qnashuvi jarayoni koinotning tug'ilgan boshida edi biriga juda o'xshaydi, deb ishoniladi.

olimlar tekshirib boshqa afsonaviy fikr kamida - bu ekzotik modellarini bo'ldi. Bu aql bovar qilmaydigan ko'rinadi, lekin biz insonlar kabi boshqa o'lchamlari va olamda bor, deb taklif bir nazariya bor. Va g'alati etarli, katalizator va yordam berish uchun qodir.

Sodda qilib aytganda, tezlatkich mavjudligi maqsadi, uni qanday qilib yaratgan, koinot nima tushunish isbotlash yoki zarralar va tegishli hodisalarning har qanday mavjud nazariyasini inkor qilish bo'ladi. Albatta, yillar o'tishi, lekin har bir boshidan, ilm-fan dunyoni ag'darib yangi kashfiyotlar bilan edi.

tezlatkich haqida faktlar

Har bir katalizator 99% gacha yorug'lik tezligini zarralar tezlashtiradi deb biladi, lekin juda ko'p odamlar foizi 99,9999991% ga teng ekanligini bilmaydi yorug'lik tezligida. Bu ajoyib ko'rsatkich, chunki mukammal dizayn mantiqiy va kuchli magnit tezlashtiradi. Biz, shuningdek, kam ma'lum faktlar ba'zi ta'kidlash lozim.

tezlashtirish davomida zarralar to'qnashuvi ishlab chiqarilgan raqamlari

bilan bir guruh protonlar soni	100 mlrd. (1011)
tutam soni	2,808 uchun
proton o'tib soni yassi, zonasida nurlarini	qadar 31 million. Ikkinchi zonalari 4
chorrahasidagi zarracha to'qnashuvning soni	20
to'qnashuvi ma'lumotlar boshiga hajmi	1,5 MB
zarralar Higgs miqdori	1 (nuri to'liq intensivligi va zarralar Higgs xususiyatlari haqida ba'zi taxminlarga muvofiq) har 2,5 soniya tishlab

ikki asosiy yassi har kelgan ma'lumotlar taxminan 100 million. Daryolarning, bir necha soniya ichida 100,000 dan ortiq CD bajarish uchun mumkin. Faqat, bir oy ichida disklar soni ular suyakka yotib, u oyga yetarli bo'ladi, deb bunday balandligi etib kelgan. Shuning uchun sensorlar kelgan barcha ma'lumotlarni to'plash emas, balki, qaror qilindi faqat aslida ma'lumotlar uchun filtr kabi muomala ma'lumotlar yig'ish tizimi, foydalanish uchun ruxsat beriladi kim. Bu portlash vaqtida sodir faqat 100 voqealarni yozib olish uchun qaror qabul qilindi. Saqlangan Bu voqealar ham katalizator mavqeini joy zarralar fizikasi, Evropa laboratoriya joylashgan LHC tizimi, ma'lumotlar markazini arxivi bo'ladi. qayd etilgan voqealar va ilmiy hamjamiyat zo'r qiziqish vakili qilganlar saqlanadi.

jurnali so'ng

ma'lumotlar yuz kilobayt yozib keyin qayta lozim. Shu maqsadda, ikki milliondan ortiq kompyuterlar CERN joylashgan. Bu kompyuterlar maqsadi xom ma'lumotlarni qayta ishlash va tahlil qilish uchun foydali bo'ladi, ularning bazasini shakllantirish hisoblanadi. Bundan tashqari, ishlab chiqarilgan ma'lumotlar oqimi qaratilgan bo'ladi kompyuter tarmog'i grid. Bu onlayn tarmoq butun dunyo bo'ylab turli tashkilotlar joylashgan kompyuterlar minglab bog'lab, uch qit'ada joylashgan yuzdan ortiq yirik markazlari, bog'laydi. maksimal ma'lumotlar kursi uchun - barcha kabi ball optik tolalar yordamida CERN bilan bog'liq.

faktlar haqida gapirganda, u jismoniy ko'rsatkichlari tarkibida haqida ham aytib o'tish lozim. Tunnel katalizator gorizontal tekislik bo'yicha 1,4% bir og'ish hisoblanadi. Bu yaxlit qoya tosh ichida katalizator tunnel eng qo'yish birinchi navbatda amalga oshirildi. Shunday qilib qarama-qarshi tomondan joylashtirish chuqurligi farq qiladi. Biz Jeneva yaqinida joylashgan ko'l, dan faraz bo'lsa, chuqurligi 50 metr bo'ladi. qarama-qarshi qismi 175 metr chuqurlik bor.

qiziqarli narsa Oy turli yo'nalishlarda, tezlashtirish ta'sir deb. Bu masofada harakat mumkin uzoq ob'ekt kabi tuyulishi mumkin. Lekin bu qayd, deb ko'p 25 santimetr tomonidan chiqish, Jeneva sohada er to'lqin bor bir to'lin, vaqtida. Bu Çarpıştırıcısı'nda uzunligini ta'sir qiladi. Uzunlik, shunday qilib, 1 millimetr berilur va nur energiya 0,02% bilan o'zgaradi. nur nazorat energiya 0.002% gacha o'tkaziladi kerak buyon, tadqiqotchilar hisobga bu hodisani olish kerak.

ko'p bo'lib, shuningdek, qiziq, çarpışmasıyla tunnel bir Octagon o'rniga bir doira shaklga ega deb hisoblanadi. Angles qisqa bo'limlardan tashkil topgan. Ular belgilangan yassi va jadal zarracha nur boshqaradi tizimi tashkil etiladi.

tuzilma

Batafsil: ko'p va olimlar hayajon bilan bog'liq ishga tushirilishi bo'lgan Adron Kollayderi, - ajoyib qurilma. Barcha katalizator ikki uzuk iborat. Kichik halqa yoritmoq foydalanish, proton Synchrotron deb nomlangan yoki - PS. Katta halqa - Super Proton Synchrotron, yoki SPS. Birgalikda ikki uzuk 99,9% uchun dispers qismini yorug'lik tezligini beradi. Shunday qilib, 16 marta ularning umumiy energiya ortib, kuchayadi va protonlar energiya Kollayderi. Bu, shuningdek, zarralar taxminan 30 Tegirmon. Time / s bir-biri bilan to'qnashadi beradi. 10 soat. 4 yirik yassi, sekundiga raqamli ma'lumotlar, eng 100 terabayt da olinadi. individual omillar tufayli ma'lumotlarni qabul qilish. Misol uchun, ular salbiy elektr zaryad bor elementar zarralar, aniqlash, va bir yarim-Spin bo'lishi mumkin. Bu zarralar beqaror ekan, keyin imkonsiz ularning ochish faqat o'z energiya nur o'qi ma'lum burchak ostida chiqarilgan bo'lishi aniqlash mumkin yo'naltiradi. Ushbu qadam birinchi tetik darajasi deyiladi. Bu qadam mantiq amalga oshirish integratsiya qilingan 100 dan ortiq maxsus ma'lumot kartalari, ta'qib qilmoqda. Bu qismi ma'lumotlar olingan paytida, uning xususiyati, bir soniyada 100 dan ortiq tysyach ma'lumotlar bloklari bir tanlov hisoblanadi. So'ngra, bu ma'lumotlarni bir oliy darajadagi mexanizmi yordamida sodir tahlil qilish, uchun ishlatiladi.

Keyingi bosqich tizimlari, aksincha, barcha Amerika futboli, oqimi ma'lumot olish. Dastur yassi, tarmog'ida ishlamoqda. 10 mikro - bor u keyingi ma'lumotlar bloklari, bloklari orasidagi o'rtacha vaqt ishlash kompyuterlar, bir qator foydalanadi. Dasturlar asl nuqtaga mos, zarrachalar bir belgisini yaratish kerak bo'ladi. Natijada bir tadbir davomida o'rnidan turib momenti, energetika va boshqa yo'ldan iborat hosil bo'lgan ma'lumotlar to'plamidir.

katalizator qismlari

Barcha katalizator 5 asosiy qismga bo'lish mumkin:

1) elektron-pozitron katalizator çarpışmasıyla. qismi süperiletken xususiyatlari bilan taxminan 7 tysyach magnit hisoblanadi. ular bilan nur tunnel aylanma yo'nalishda orqali sodir bo'ladi. Va shuningdek, ular kimning kengligi bitta soch kengligi kamayadi bir oqimining bir nur o'ylash.

2) Compact muon solenoid. Bu yassi, umumiy maqsadlar uchun mo'ljallangan. Bunday asbobi, masalan, Higgs zarrachaning izlanglar, yangi hodisalar izlab va.

3) yassi LHCb. antikvark - bu qurilma ahamiyati kvark va ularni qarshi zarralar qo'ng'iroq qilish uchun bo'ladi.

4) Toroidal o'rnatish ATLAS. Bu yassi, muons aniqlamay uchun mo'ljallangan.

5) Elis. Bu Amerika futboli, qo'rg'oshin ionlari va proton-proton to'qnashuvi kolliziya ushlaydi.

Qiyinchiliklar LHC boshlab

yuqori texnologiyalar mavjudligi bartaraf qaramay amaliyoti har bir narsada xatolar ehtimoli farq qiladi. kechikish, shuningdek katalizator yig'ini etishmovchiligi vaqt davomida. Men bu kutilmagan holat emas edi, deb aytish kerak. Qurilma ko'p nüansları o'z ichiga oladi va olimlar shunga o'xshash natija kutib bunday aniqlikni talab qiladi. Misol uchun, ishga davomida olimlar duch muammolardan biri - darhol to'qnashuv oldin protonlar nurlari qaratilgan magnitlangan, voz kechishi. Bu jiddiy hodisa tufayli süperiletken magnitlangan zararimga Turning qirg'in sabab bo'ldi.

Bu muammo 2007 yilda paydo bo'ldi. u, Çarpıştırıcısı'nda ishga tushirilishi bir necha marta qoldirildi va iyun oyida ishga tushirilishi bo'lib o'tdi Chunki, deyarli bir yil Kollayderi hali boshladi.

Çarpıştırıcısı'nda oxirgi ishga tushirilishi muvaffaqiyatli bo'ldi, bu ma'lumotlar ko'p terabyte'lık to'playdi.

5 aprel, 2015 bo'lib o'tdi ishga tushirilishi bo'lgan Adron Kollayderi, muvaffaqiyatli faoliyat ko'rsatmoqda. oy nurlar halqa bo'ylab haydab beradi davomida asta-sekin kuchini oshirish. kabi o'rganish uchun maqsadlar, hech. to'qnashuvi energiya nurlar oshiriladi. 7 13 TeV'lik TEV dan lift qiymati. Bunday o'sish zarralar to'qnashuvi yangi imkoniyatlar ko'rish imkonini beradi.

2013 va 2014-yilda. tunnel, hızlandırıcıları, yassi va boshqa asbob-uskunalarni jiddiy texnik tekshiruvlar edi. Natijada 18 bipolyar magnit vazifasini supero'tkazuvchilardan etiladi edi. Bu ularning umumiy soni 1232 dona ekanligini ta'kidlash lozim. Biroq, qolgan magnit ko'rinmagan ketgan emas. Aks holda, biz pastga sovutish qarshi himoya tizimini o'rniga, yaxshilandi qo'ydi. Shuningdek magnitlar sovutish tizimi takomillashtirildi. Bu ularni maksimal kuch bilan, past haroratlarda qolishga imkon beradi.

hammasi yaxshi borsa, tezlatkich keyingi ishga tushirilishi nafaqat uch yil keyin bo'lib o'tadi. Bu davrda orqali Çarpıştırıcısı'nda texnik ko'rikdan yaxshilash rejalashtirilgan ishlar rejalashtirilgan.

Bu ta'mirlash xarajatlarini hisobga olmasdan, bir dinor turadi ta'kidlash lozim. Adron Kollayderi, 2010 yil, deb 7,5 milliard. Evro teng narx bor. Bu ko'rsatkich fan tarixidagi eng qimmat loyihalar ro'yxatiga birinchi navbatda butun loyiha ko'rsatadi.

So'ngi yangiliklar

tanaffusdan keyin bo'lib o'tdi ishga tushirilishi bo'lgan Adron Kollayderi, muvaffaqiyatli bo'ldi. Qiziqarli ma'lumotlar to'plangan. Misol uchun, dalil to'g'ri zarrachalar zamonaviy g'oyasi, deb taqdim etildi. Bu CMS va LHCb yassi to'g'ri foydalanishga tufayli amalga oshiriladi. Bu yassi, parchalanish BS Direct dalillar sodiqlik zamonaviy nazariyalar ikki meson tomonidan qo'lga.

Bu nazariya isbotidir qanday savol so'rab arziydi. Bir yo'li - bu yangi zarralar ta'qib. Agar to'qnashuv zamonaviy nazariyasi ko'rib lozim, degan ma'noni anglatadi, yangi boshlang'ich zarralar, bo'ladi, agar, bo'ladi.

Olimlar bu ko'rsatish mumkin, chunki zarralari e'tibor qaratilgan, yoki kamida Süpersimetri yo'nalishi bo'yicha eshikni oching. Bu Jenevada ilmiy tadqiqotlar markazida yanada o'rganish va ish uchun yaxshi boshlanish bo'ladi.

Keyin nima?

Çarpıştırıcısı'nda navbatdagi modernizatsiya sodir bo'ladi keyin zarrachalar yanada o'rganish vazifasi yuklatilgan bo'ladi. Xususan, Higgs bozoni haqida ko'proq bilib olish uchun zarur bo'ladi. Bu kashfiyot Nobel mukofotiga, uning xususiyatlari emas, balki butun taqdirlandi uchun to'liq tushunib va isbotlangan bo'lishiga qaramay. Shuning uchun, olimlar bu ajoyib zarralar o'rganish bo'yicha uzoq va qiyin ish bor.

Bundan tashqari, siz isbotlash yoki Süpersimetri nazariyasini inkor qilish ishlashni davom ettirish kerak. bir oz fantastik ko'rinadi, lekin bo'lsa-da, u mavjud huquqiga ega. Barcha diqqat faqat har bir loyiha uchun muhim ahamiyatga ega, birinchi masala beriladi, deb o'ylamanglar, bu sohada mehnat olimlar o'z jamoasi bor.

Albatta, bu olimlar uchun hal etilishi lozim bo'lgan barcha vazifalar emas. ma'lumotlar har bir yangi terabayt bilan doimo to'ldirilsin savollar ro'yxatini qabul va ularning javoblar yillar davomida qaradi mumkin.