поиск по сайту

Интересные факты о Большом Адронном Коллайдере PDF Печать E-mail
Оценка пользователей: / 0
ПлохоОтлично 

ko7Большой Адронный Коллаидер (БАК; Large Hadron Collider, LHC) — ускоритель для разгона протонов и тяжелых ионов; создан в исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований. Периметр ускорителя составляет около 27 километров. Коллайдер предназначен для ускорения встречных пучков элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии — адронов.

Идея создания Большого адронного коллайдера появилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Строительство ускорителя началось в 2001 году, после окончания работ в CERN над Большим электрон-позитронным коллайдером (Large Electron-Positron Collider, LEP). В Большом адронном коллайдере предполагается сталкивать протоны с суммарной энергией 14 ТэВ (14 тераэлектронвольт или 141012 электронвольт), а также ядра свинца с энергией 5,5 ГэВ на каждую пару сталкивающихся нуклонов.

Большой адронный коллайдер создан в туннеле, который прежде занимал LEP. Туннель с длиной окружности 26,7 км проложен на глубине около ста метров под землей на территории Франции и Швейцарии. Для удержания и коррекции протонных пучков используются 1624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых превышает 22 км. Их монтаж был окончен в ноябре 2006 года. Рабочая температура магнитов — 1,9 K (?271 °C). При такой температуре магниты становятся сверхпроводящими и могут держать сверхсильное магнитное поле. Для охлаждения магнитов создана специальная криогенная линия на жидком гелии.

Большой адронный коллайдер должен стать самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире, почти на порядок превосходя по энергии своих ближайших конкурентов — протон-антипротонный коллайдер Tevatron Национальной ускорительной лаборатории (США) и релятивистский коллайдер тяжелых ионов RHIC Брукхейвенской лаборатории (США). В создании БАК принимали участие ученые из многих стран мира, в том числе и из России.

Для фиксации результатов исследований предназначены четыре детектора: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (The Large Hadron Collider beauty experiment) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Установки ATLAS и CMS предназначены для поиска бозона Хиггса. Детектор LHCb оптимизирован под исследования физики b-кварков, а детектор ALICE для поиска кварк-глюонной плазмы или кварк-глюонной жидкости в столкновениях ионов свинца. Большой адронный коллайдер рассчитан на потребление около 700 Гвт/ч электроэнергии в год.

Большой адронный коллайдер предназначен для экспериментальной проверки ряда научных идей, связанных с Общей теорией относительности и Стандартной моделью фундаментальных взаимодействий. БАК позволит изучить свойства топ-кварков, кварк-глюонной плазмы, провести эксперименты по фотон-фотонным и фотон-адронным столкновениям, доказать или опровергнуть существование бозона Хиггса и суперсимметрии, проверить так называемые экзотические теории, выдвинутые физиками в конце 20 века, а также исследовать свойства W- и Z-бозонов, ядерных взаимодействия при сверхвысоких энергиях, процессы рождения и распада тяжелых кварков.

Учёные в Швейцарии после остановки в 2013 году успешно завершили модернизацию Большого адронного коллайдера и перезапустили его в 2015 г. Гигантский ускоритель элементарных частиц стал намного мощнее. Его обновление обошлось в $185 млн. Исследователи надеются, что БАК поможет раскрыть некоторые секреты Вселенной — например, подскажет, где искать антиматерию и как определить наличие тёмной материи.

Однако 21 марта было зафиксировано короткое замыкание в одном из магнитов. Потребовалось время для выяснения причин возникшей неполадки и её устранения. 2 апреля пресс-служба ЦЕРНа сообщила о том, что 31 марта специалисты «решили проблему, которая привела к задержке запуска ускорителя».

Более мощный БАК даёт исследователям надежду не только узнать больше о так называемой божественной частице — бозоне Хиггса, который физик Питер Хиггс описал ещё 50 лет назад, но и раскрыть некоторые другие тайны Вселенной. Например, ответить на вопросы по поводу Большого взрыва, в результате которого, как считается, и появилась наша Вселенная почти 14 миллиардов лет назад. Один из вопросов, мучающих исследователей — куда делась антиматерия, которая, как предполагается, была создана при Большом взрыве в равном объёме с материей.

После модернизации БАК физики продолжат эксперименты при помощи более мощной установки и будут сталкивать два пучка протонов с тем, чтобы попытаться воссоздать условия, сложившиеся в миллиардные доли секунды после Большого взрыва. Исследователи считают, что результатом этого может стать формирование тёмной материи — загадочной субстанции, которой приписывают обладание ощутимой частью массы Вселенной. Её существование, однако, пока не было зарегистрировано на практике.

Учёные признают, что столкновение частиц может привести к созданию микроскопических чёрных дыр. Однако заверяют, что эти дыры не будут иметь ничего общего с тем, как их представляют, к примеру, в кино. Если микродыры и появятся, то они тут же схлопнутся, а не станут засасывать в себя сначала Швейцарию, а потом и всю Землю, чего многие боялись при первом запуске коллайдера.

 

 

новости из сети


все материалы взяты из интернета

При копировании материалов гиперссылка на сайт обязательна