Collider Hadron: Bidu. Il Collider Hadron Kbir għaliex? Fejn hi?

Storja tal-aċċeleratur, li nafu llum bħala l-Collider Hadron Kbir jibda aktar mill-2007. Inizjalment beda bil-kronoloġija tal-aċċelleratur tal-Cyclotron. Il-mezz kien apparat żgħir li faċilment joqgħod fuq il-mejda. Imbagħad l-istorja ta 'aċċeleraturi żviluppa b'mod kostanti. Deher Synchrotron u Synchrotron.

Fl-istorja tal forsi l-aktar divertenti kien il-perjodu mill 1956 għall 1957 sena. Fil-ħin, ix-xjenza Sovjetika, partikolarment fiżika, ma jridx jibqa 'lura aħwa barranin. Jużaw is-snin akkumulati ta 'esperjenza, il-fiżiċista Sovjetika jismu Vladimir Veksler għamlu avvanz fix-xjenza. Dawn huma l-Synchrotron aktar qawwija fil-ħin ġiet maħluqa. kapaċità li jaħdmu tagħha kien ta '10 GeV (10 biljun volts elettron). Wara din l-iskoperta diġà ħoloq eżempji serji ta 'aċċeleraturi: Kbir Electron-Tomografija Collider, aċċeleratur Svizzera, il-Ġermanja, l-Istati Uniti. Dawn kollha għandhom għan komuni waħda - l-istudju ta 'partiċelli fundamentali tal Quarks.

Il Collider Hadron Kbir inħoloq fl-ewwel post grazzi għall-isforzi tal-fiżiċista Taljan. U l-isem tiegħu kien Carlo Rubbia, rebbieħ tal-Premju Nobel. Matul l-attività tagħha Rubbia ħadem bħala direttur fl-Organizzazzjoni Ewropea għar-Riċerka Nukleari. Ġie deċiż li tinbena u tmexxi l-LHC huwa fuq il-post ċentru ta 'riċerka.

Fejn Collider Hadron?

Collider mqiegħda fuq il-fruntiera bejn l-Isvizzera u Franza. Tul tal ċirkonferenza tagħha hija 27 kilometru, u għalhekk huwa msejjaħ kbar. ċirku aċċeleratur tmur lura 50 sa 175 metru. Il kalamita 1232 huwa stabbilit Collider. Huma superkonduttivi, li jfisser wieħed jista 'jiżviluppa qasam massimu għall-aċċelerazzjoni, peress li l-ispejjeż tal-enerġija ta' dawn kalamiti huma prattikament assenti. Il-piż totali ta 'kull kalamita huwa 3.5 tunnellati fi tul ta' 14.3 metri.

Bħal kull oġġett fiżiku, l-Collider Hadron Kbir jiġġenera s-sħana. Għalhekk, huwa meħtieġ li kontinwament jibred. Għal dan il-għan, it-temperatura tinżamm fi 1.7 K jużaw 12 miljun litru ta 'nitroġenu likwidu. Barra minn hekk, elju likwidu (700,000 litru) huwa użat għat-tkessiħ, u aktar importanti - il-pressjoni huwa użat, li huwa għaxar darbiet aktar baxxi milli l-pressjoni atmosferika normali.

Temperatura 1.7 K Ċentigradi huwa -271 gradi. Tali temperatura hija kważi viċin iż-żero assoluta. żero assoluta huwa msejjaħ il-limitu baxx possibbli, li jista 'jkollu korp fiżika.

Il-parti ta 'ġewwa tal-mina ma jkunx inqas interessanti. Hemm nijobju-titanju kejbil superkonduttivi mal-possibbiltajiet. It-tul tagħhom huwa 7600 kilometru. Il-piż totali huwa 1,200 tunnellata kejbils. L-interjuri tal-cable - l-plexus ta 'wajers 6300 b'distanza totali ta' 1.5 biljun kilometru. Dan it-tul huwa ugwali għal 10 unitajiet astronomiċi. Per eżempju, id-distanza mill-art għall-xemx huwa ta '10 unitajiet bħal dawn.

Jekk nitkellmu dwar il-lokazzjoni ġeografika tagħha, jista 'jingħad li l-ċrieki Collider jinsabu bejn il-bliet ta' Saint-Genis u Forno Voltaire jinsabu fuq in-naħa ta 'Franza, kif ukoll Marin u Vessurat - mal-ġenb Svizzera. ċirku żgħir, imsejħa PS, testendi tul il-fruntiera tad-dijametru.

Il-raison d'être

Sabiex tingħata risposta għad-domanda "X'inhi l-LHC", inti għandek bżonn li jduru għal-xjenzati. Ħafna xjentisti jgħidu li huwa l-invenzjoni kbira għall-perjodu kollu ta 'eżistenza ta' xjenza, u li x-xjenza mingħajrha, li huwa magħruf lilna llum, biss ma jagħmilx sens. L-eżistenza u t-tnedija tal-Collider Hadron Kbir huma interessanti f'dik il-ħabta ta 'partiċelli fil-LHC hija splużjoni. Il-partiċelli fini scatter f'direzzjonijiet differenti. Biex jiffurmaw partiċelli ġodda, li jistgħu jispjegaw l-eżistenza u t-tifsira ta 'ħafna.

L-ewwel ħaġa li x-xjentisti ppruvaw isibu dawn il-partiċelli ġġarraf - huwa teoretikament previst mill fiżiċista Peter Higgs partiċelli elementari imsejjaħ il- "Higgs boson". Dan partiċelli isturdament hu trasportatur ta 'informazzjoni, huma kkunsidrati. Madankollu huwa msejjaħ "partiċelli Alla". Jinfetaħ se jimxu xjentisti biex jifhmu l-univers. Għandu jiġi nnutat li fl-2012, 4 ta 'Lulju Collider Hadron (tibda parzjalment rnexxielha) biex tgħin sabiex tinstab partiċella simili. Sal-lum, xjentisti qed jippruvaw biex tistudja fid-dettall.

Kemm idum se ...

Naturalment, minnufih tqum il-kwistjoni, għaliex huma xjentisti tant twal biex tistudja dawn il-partiċelli. Jekk ikollok xi apparat, inti tista 'taħdem, u kull darba li jisparaw aktar u aktar data. Il-fatt li l-ħidma tal-LHC - huwa pjaċir għalja. tnedija waħda ispejjeż ta 'somma kbira. Per eżempju, il-konsum annwali tal-enerġija huwa ugwali għal 800 miljun. KW / h. Dan l-ammont ta 'enerġija kkunsmata-belt b'popolazzjoni ta' madwar 100 elf. Man, il-livelli stabbiliti medja. Dan ma jinkludix spejjeż ta 'manutenzjoni. raġuni oħra - hija li l-isplużjoni LHC li sseħħ meta pitting l protoni marbuta li tipproduċi volum kbir ta 'data: informazzjoni tinqara mill-kompjuter sabiex il-proċessar tieħu ħafna ħin. Anki minkejja l-fatt li l-poter ta 'kompjuters li jirċievu l-informazzjoni, anke kbar mill-istandards tal-lum.

raġuni oħra - ma jkunx inqas famuż kwistjoni dlam. Xjentisti li jaħdmu ma 'Collider f'din id-direzzjoni, assigurat li l-medda viżibbli ta' l-univers huwa biss 4%. Huwa preżunt li l-bqija - huwa kwistjoni skur u l-enerġija skura. Sperimentali tipprova li jipprova li din it-teorija hija korretta.

Collider Hadron: favur jew kontra

Tressaq il-teorija ta 'materja skur fid-dubju s-sigurtà ta' l-eżistenza tal-LHC. Qamet il-kwistjoni: "Collider Hadron: favur jew kontra?" Huwa kien inkwetat ħafna xjentisti. L-imħuħ kbira tad-dinja huma maqsuma f'żewġ kategoriji. "Avversarji" ppreżentaw teorija interessanti li jekk teżisti tali kwistjoni, allura għandu jkun partiċella oppost tagħha. U l-ħabta ta 'partiċelli fil-aċċeleratur jidher parti jiskuraw. Kien hemm riskju li l-parti l-iskura u l-parti li naraw wiċċ. Allura jista 'jwassal għall-mewt ta' l-univers. Madankollu, wara l-ewwel LHC bidu din it-teorija kien parzjalment miksura.

Li jmiss fl-importanza taqa splużjoni ta 'l-univers, jew pjuttost - it-twelid. Huwa maħsub li l-ħabta tista 'tiġi osservata kif l-univers ruħu fl-ewwel sekonda ta' eżistenza. Il-mod kif hi ħares wara l-oriġini ta 'l-Big Bang. Huwa maħsub li l-proċess ħabta partiċella hija simili ħafna għal dik li kienet fil-bidu tat-twelid ta 'l-univers.

Mill-inqas ieħor idea fabulous li xjentisti kkontrollati - huwa mudelli eżotiku. Jidher inkredibbli, iżda hemm teorija li tissuġġerixxi li hemm dimensjonijiet u universi oħra bħalna bnedmin. U Jusqu'à présent, l-aċċeleratur u huma kapaċi jgħinu.

Fi kliem sempliċi, l-iskop ta 'eżistenza ta' l-aċċeleratur hu li wieħed jifhem dak li l-univers huwa, kif inħoloq, li jikkonferma jew jikkonfuta xi teorija eżistenti ta 'partiċelli u fenomeni relatati. Naturalment, hija kienet ser tieħu snin, iżda ma 'kull bidu, skoperti ġodda li jinqaleb d-dinja tax-xjenza.

Fatti dwar l-aċċeleratur

Kulhadd jaf li l-aċċeleratur jaċċelera partiċelli sa 99% tal-veloċità tad-dawl, iżda ħafna nies ma jafux li l-persentaġġ huwa ugwali għal 99.9999991% tal- veloċità tad-dawl. Din il-figura aqwa jagħmel sens minħabba d-disinn perfetta u kalamiti b'saħħithom taċċellera. Għandna wkoll jinnota xi wħud mill-fatti inqas magħrufa.

In-numri prodotti fil-ħabta ta 'partiċelli matul l-aċċelerazzjoni

In-numru ta 'protoni fil-mazz	sa 100 Bln. (1011)
numru ta 'bukketti	li 2808
In-numru ta 'tgħaddi proton travi fiż-żona detector	sa 31 miljun. żoni tieni 4
In-numru ta 'kolliżjonijiet partiċelli fl-intersezzjoni	sa 20
Volum għal kull data kolliżjoni	madwar 1.5 MB
Kwantitajiet ta 'Higgs partiċelli	1 daqsxejn kull 2.5 sekondi (fil-intensità sħiħa tar-raġġ u skond ċerti suppożizzjonijiet dwar il-proprjetajiet tal-partikoli Higgs)

Madwar 100 miljun. Nixxiegħat ta 'data li ġejjin minn kull wieħed miż-żewġ ditekters ewlenin jistgħu fil-kwistjoni ta' sekonda biex jitlesta aktar minn 100,000 CDs. Fi żmien xahar l-għadd ta 'diski laħqu għoli li meta tniżżel fil-munzell, ikun biżżejjed għall-qamar. Għalhekk ġie deċiż li ma jiġbru l-informazzjoni kollha li ġejjin mill-ditekters, iżda biss dawk li huma permessi li jużaw is-sistema ta 'ġbir tad-dejta, li fil-fatt taġixxi bħala filtru għad-data. Ġie deċiż li jirreġistra biss 100 avvenimenti li seħħew fil-ħin tal-isplużjoni. Rreġistrati dawn l-avvenimenti se jkun li arkivju l-ċentru tad-data tas-sistema LHC, li tinsab fil-Laboratorju Ewropew għall-Fiżika tal, li huwa wkoll il-post tal-pożizzjoni aċċeleratur. Se jiġu rreġistrati l-avvenimenti li jkunu ġew irreġistrati, u dawk li jirrappreżentaw il-komunità xjentifika l-akbar interess.

trattament ta 'wara

Wara li tirrekordja mitt kilobytes ta 'data li għandha tiġi pproċessata. Għal dan il-għan, aktar minn żewġ miljun kompjuters li jinsabu fil CERN. L-għan ta 'dawn il-kompjuters huwa l-ipproċessar ta' data mhux ipproċessata u l-formazzjoni tal-bażi tagħhom, li se jkun utli għal aktar analiżi. Aktar fluss ta 'data ġenerata se tkun diretta lejn netwerk ta' kompjuter GRID. Dan in-netwerk online jgħaqqad eluf ta 'kompjuters li jinsabu f'istituzzjonijiet differenti madwar id-dinja, jintrabat aktar minn mitt ċentri ewlenin, li jinsabu fuq tliet kontinenti. punti kollha jiġu konnessi mas-CERN użu fibri ottiċi - għar-rata massima tad-data.

Taħdit ta 'fatti, huwa meħtieġ li jissemma wkoll dwar l-istruttura ta' l-indikaturi fiżiċi. aċċeleratur mina devjazzjoni ta '1.4% mill-pjan orizzontali. Dan sar l-ewwel post biex ħafna mill-mina aċċeleratur fil-blat monolitiċi. Għalhekk il-fond ta 'tqegħid fuq il-ġnub opposti huma differenti. Jekk nassumu mill-lag, li tinsab qrib Ġinevra, il-fond huwa 50 metru. Il-parti opposta għandu fond ta '175 metru.

Il-ħaġa interessanti hija li jidħol gradwalment Lunar jaffettwaw l-aċċeleratur. Jista 'jidher bħala oġġett bogħod jista' jaġixxi mill-bogħod. Iżda huwa nnotat li matul full moon, meta jkun hemm żieda ta 'art fiż-żona Ġinevra, jogħlew minn kemm 25 ċentimetri. Dan jaffettwa t-tul tal-Collider. Tul b'hekk jiżdied minn 1 millimetru, u l-Enerġija tar-raġġ tinbidel mill 0.02%. Peress li l-enerġija tal-kontroll raġġ għandu jiġi kkunsidrat sa 0.002%, ir-riċerkaturi għandhom iqisu dan il-fenomenu.

Wkoll interessanti hija li l-mina Collider għandha l-forma ta 'ottagonu aktar milli ċirku, kif huma ħafna. Angoli magħmula minn sezzjonijiet qosra. Huma rranġati sejjieba mwaħħla u s-sistema li tamministra l-raġġ ta 'partiċelli aċċellerata.

istruttura

Collider Hadron, it-tnedija ta 'liema hija assoċjata ma' ħafna mill-dettalji u l-eċitament ta 'xjentisti - mezz aqwa. Kollha aċċelleratur tikkonsisti f'żewġ ċrieki. ċirku żgħir imsejjaħ Synchrotron protoni jew, għall-użu abbrevjazzjonijiet - PS. Kbir ċirku - Super Proton Synchrotron, jew SPS. Flimkien iż-żewġ ċrieki jippermettu l-porzjon iferrxu 99.9% tal-veloċità tad-dawl. Għalhekk Collider żidiet u l-enerġija ta 'protoni, tiżdied l-enerġija totali tagħhom ta' 16-il darba. Hija tippermetti wkoll lill-partiċelli jikkonfliġġu ma 'xulxin b'madwar 30 Mill. Ħin / i. għal 10 siegħa. 4 ditekters ewlenin tinkiseb mhux aktar minn 100 terabytes ta 'data diġitali kull sekonda. Jirċievu data minħabba fatturi individwali. Per eżempju, dawn jistgħu jindividwaw partiċelli elementari, li għandhom l-elettriku negattiv, u għandhom nofs spin. Peress dawn il-partiċelli huma instabbli, allura dirett sejbien tagħhom impossibbli huwa possibbli li tkun osservata biss l-enerġija tagħhom li jkunu emessi fuq ċertu angolu mal-assi raġġ. Dan il-pass huwa msejjaħ livell ewwel grillu. Dan il-pass huwa segwit b'aktar minn 100 kards tad-dejta speċjali, li huma integrati fl-implimentazzjoni loġika. Din il-parti hija kkaratterizzata f'dik matul wasla tad-data hija għażla ta 'blokki ta' data aktar minn 100 tysyach f'sekonda. Imbagħad, din id-data tintuża għall-analiżi, li isseħħ jintuża mekkaniżmu ta 'livell ogħla.

Sistemi Livell Sussegwentement, għall-kuntrarju, jirċievu informazzjoni minn dak kollu li fluss ditekter. Softwer ditekter topera fin-netwerk. Hemm se jużaw numru kbir ta 'kompjuters li jipproċessaw blokki ta' data sussegwenti, iż-żmien medju bejn il-blokki tal - 10 mikrosekondi. Programmi se jkollhom bżonn li jinħoloq marka ta 'partiċelli, li tikkorrispondi għall-punt oriġinali. Ir-riżultat huwa sett ta 'data ffurmat jikkonsistu minn momentum, l-enerġija, u l-path oħra li tkun qamet matul avveniment wieħed.

partijiet aċċeleratur

aċċeleratur kollha jistgħu jiġu maqsuma f'5 partijiet ewlenin:

1) l Collider aċċeleratur-elettroni positron. Il-parti hija madwar 7 kalamiti tysyach bi proprjetajiet superkonduttivi. Magħhom iseħħ permezz-direzzjoni annulari tal-mina raġġ. U wkoll dawn jiffokaw raġġ fil-fluss wieħed li l-wisa jonqos għal l-wisa 'ta' xagħar wieħed.

2) solenojdi muon Patt. Dan detector huwa ddisinjat għall-iskop ġenerali. F'tali detector huma tiftix għal fenomeni ġodda u, per eżempju, tfittxija għall-partiċelli Higgs.

3) Detector LHCb. Is-sinifikat ta 'dan il-mezz huwa ta' tiftix għal Quarks u l-partiċelli opposti minnhom - antiquarks.

4) Il-ATLAS installazzjoni torojdali. Dan detector hija mfassla għall-iffissar ta 'muons.

5) Alice. Dan detector jaqbad jaħbtu joni ċomb, u kolliżjonijiet proton-proton.

Diffikultajiet tibda l-LHC

Minkejja l-fatt li l-preżenza ta 'teknoloġija għolja jelimina l-possibiltà ta' żbalji fil-prattika kollox huwa differenti. Matul dewmien, kif ukoll il-ħin falliment tal-assemblea aċċeleratur. Għandi ngħid li din is-sitwazzjoni mhux mistennija ma kienx. Il-mezz fih ħafna sfumaturi u teħtieġ tali preċiżjoni li x-xjentisti jistennew riżultati simili. Per eżempju, waħda mill-problemi li jiffaċċjaw l-xjenzati waqt l-inawgurazzjoni - ir-rifjut tal-kalamita, li ffukat raġġi ta 'protoni immedjatament qabel il-ħabta. Dan l-inċident serju kien ikkawżat mill-qerda ta 'l-muntatura minħabba t-telf ta' kalamita superconducting.

Din il-problema qamet fl-2007. Minħabba dan, it-tnedija tal-Collider posposta bosta drabi, u f'Ġunju t-tnedija saret, kważi sena Collider bdietx.

L-aħħar tnedija tal-Collider kienet ta 'suċċess, li jiġbor ħafna terabytes ta' data.

Collider Hadron, it-tnedija ta 'li saret fil-April 5, 2015, b'suċċess topera. Matul il-travi xahar se chase madwar iċ-ċirku, li tiżdied gradwalment enerġija. L-għanijiet għall-istudju bħala tali, l-ebda. travi enerġija kolliżjoni se jiżdied. Il-valur tal-lift minn 7 sa 13 TEV TEV. Din iż-żieda se jippermetti biex jaraw l-opportunitajiet ġodda fil-ħabta ta 'partiċelli.

Fl-2013 u l-2014. kienu spezzjonijiet tekniċi serji ta 'mini, aċċeleraturi, ditekters u tagħmir ieħor. Ir-riżultat kien 18 kalamiti bipolari huma superkonduttivi funzjoni. Għandu jiġi nnutat li n-numru totali ta 'dawn huwa 1232 biċċiet. Madankollu, il-kalamiti li jifdal ma marret inosservati. Inkella aħna jissostitwixxu s-sistema ta 'protezzjoni kontra tkessiħ isfel, tpoġġi mtejba. mtejba wkoll is-sistema tat-tkessiħ ta 'kalamiti. Dan jippermettilhom li jibqgħu f'temperaturi baxxi, bil-qawwa massima.

Jekk kollox imur sew, it-tnedija li jmiss tal-aċċeleratur se ssir biss wara tliet snin. Permezz dan il-perjodu huma skedati xogħol ippjanat titjieb, l-eżami tekniku tal-Collider.

Għandu jiġi nnutat li t-tiswija ispejjeż Penny, mingħajr ma jikkunsidraw l-ispiża. Collider Hadron, mill-2010 għandu valur ugwali għal 7.5 biljun u. Ewro. Din il-figura turi l-proġett kollu fl-ewwel post fil-lista tal-proġetti l-aktar għoljin fl-istorja tax-xjenza.

aħbarijiet riċenti

Collider Hadron, it-tnedija ta 'li saret wara l-waqfa, kienet ta' suċċess. data Interessanti nġabret. Per eżempju, l-evidenza kienet ippreżentata li l-idea moderna tal-partikoli korretta. Dan huwa possibbli bis-saħħa l-operazzjoni xierqa tal-CMS u LHCb detectors. Dawn BS ditekters tmermir maqbuda minn żewġ meson, li huwa xhieda diretta fedeltà teoriji moderni.

Ta 'min tistaqsi l-mistoqsija, kif huwa l-prova ta' din it-teorija. Mod wieħed - dan huwa l-qbid ta 'partiċelli ġodda. Dan huwa, jekk ħabta se jkun partiċelli elementari ġodda, li jfisser li t-teorija moderna għandha tiġi riveduta.

Xjentisti iffoka l-attenzjoni fuq il-partiċelli minħabba li tista 'turi, jew għall-inqas tiftaħ il-bieb fid-direzzjoni tal supersymmetry. Dan huwa bidu tajjeb għal aktar studju u jaħdmu fit-Ċentru għar-Riċerka Xjentifika f'Ġinevra.

Xi jmiss?

Wara li jmorru jiġri modernizzazzjoni li jmiss tal-Collider se jingħata l-kompitu aktar studju ta 'partiċelli. B'mod partikolari, se jkun neċessarju li wieħed jitgħallem aktar dwar l-boson Higgs. Minkejja l-fatt li għal din l-iskoperta kien mogħti l-Premju Nobel, mhux kollha ta 'proprjetajiet tiegħu mifhuma u ppruvati b'mod sħiħ. Għalhekk, xjentisti jkollhom xogħol twila u diffiċli fuq l-istudju ta 'dan partiċelli aqwa.

Barra minn hekk, trid tkompli taħdem biex tipprova jew invalidati l-teorija ta 'supersymmetry. Għalkemm jidher daqsxejn meraviljuż, iżda għandha dritt li jeżistu. Ma naħsibx li l-attenzjoni tingħata biss għall-ewwel kwistjoni ta 'importanza għal kull proġett irid tim tiegħu ta' xjentisti li jaħdmu f'dan il-qasam.

Naturalment, dan mhuwiex il-kompiti kollha li jeħtieġu li jiġu indirizzati lill xjentisti. Ma 'kull terabyte ġdid ta' informazzjoni riċevuta lista ta 'mistoqsijiet kontinwament supplimentati, u r-risposti tagħhom tista' tiġi sorveljata matul is-snin.