À quoi ressemble un collisionneur de hadrons ? Découvertes faites au Grand collisionneur de hadrons

Beaucoup ont déjà, d’une manière ou d’une autre, entendu le terme « Grand collisionneur de hadrons ». Parmi ces mots, seul le mot « grand » est familier à l’homme du commun. Mais qu’est-ce que c’est réellement ? Et est-il possible pour un simple mortel de maîtriser ce terme physique ?

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est une installation permettant aux physiciens d'expérimenter des particules élémentaires. Selon la formulation, le LHC est un accélérateur de particules chargées utilisant des faisceaux en collision, conçu pour accélérer des ions lourds et des protons et étudier les produits de collision. En d’autres termes, les scientifiques entrent en collision des atomes et voient ensuite ce qui en résulte.

Il s’agit à l’heure actuelle de la plus grande installation expérimentale au monde. La taille de cette installation peut être comparée à une ville d’un diamètre de près de 27 kilomètres, située à une centaine de mètres de profondeur. Cette installation est située près de Genève et sa construction a coûté 10 milliards de dollars.

L'une des tâches principales de l'installation LHC (selon les scientifiques) est la recherche du boson de Higgs. Encore une fois, en termes simples, il s’agit d’une tentative de trouver la particule responsable de la présence de masse.

En parallèle, des expériences de recherche sont menées au collisionneur :

— des particules hors du « Modèle Standard »,

— les monopôles magnétiques (particules avec un champ magnétique),

— en outre, l'étude de la gravité quantique et l'étude des trous microscopiques sont en cours.

Ceux-ci "trous noirs microscopiques" et ne donne pas la paix à beaucoup de gens. De plus, non seulement ceux pour qui la connaissance de la physique a pris fin à l'école sont inquiets, mais aussi ceux qui continuent de l'étudier à un niveau professionnel.

Ce qu'est un trou noir est connu de tous, aussi bien à l'école qu'à travers les histoires et les films de science-fiction. Beaucoup (y compris des scientifiques) craignent que de telles expériences, dont certaines visent à tenter de recréer le « big bang » (après lequel, selon la théorie, l'univers est apparu) ne conduisent à l'effondrement inévitable de la planète entière.

Les scientifiques assurent que ces expériences ne présentent aucun danger. Mais il y a encore un fait que les sommités de la science ne prennent jamais en compte. Nous parlons d'armes.

Tout scientifique normal, faisant une découverte ou inventant quelque chose, le fait dans deux buts. Le premier objectif est d’aider le monde à vivre mieux, et le second, moins humain, mais humain, est de devenir célèbre.

Mais, pour une raison quelconque, toutes les inventions (sans exagération) prennent leur place dans la création d'outils destinés à tuer la même humanité et des scientifiques célèbres. Même les découvertes devenues monnaie courante pour nous (radio, moteurs mécaniques, télévision par satellite, etc.), sans parler de l'énergie atomique, ont fermement pris leur place dans l'industrie de défense.

En 2016, dans la région de Moscou, ils prévoient de lancer une installation similaire au LHC européen. Mais l’installation russe, contrairement à son « grand frère », doit en réalité recréer le « big bang » à petite échelle.

Et qui garantira que Moscou voisine (et avec elle la Terre) ne deviendra pas l’ancêtre d’un nouveau « trou noir » dans le vaste univers ?

Le calendrier de la relance du LHC a déjà été reporté à plusieurs reprises en raison de la découverte de nouveaux problèmes. En particulier, à la mi-juillet 2009, des problèmes d'étanchéité et des fuites dans le système de refroidissement des secteurs 8-1 et 2-3 ont été découverts au collisionneur, ce qui a de nouveau retardé le lancement du collisionneur.

Le CERN a annoncé que des faisceaux de protons recommenceraient à circuler autour de l'anneau de 27 kilomètres à la mi-novembre, les collisions de particules commençant quelques semaines plus tard.

Les spécialistes du CERN ont l'intention d'effectuer d'abord des collisions à l'énergie de l'étage précédent de l'accélérateur - 450 gigaélectronvolts par faisceau, puis d'augmenter ensuite l'énergie jusqu'à la moitié de la valeur nominale - jusqu'à 3,5 téraélectronvolts par faisceau.

Cependant, les physiciens notent que même à cette énergie, l'objectif de créer un collisionneur - détecter le boson de Higgs, la particule responsable de la masse de toutes les autres particules élémentaires - peut être atteint.

Le LHC fonctionnera dans ce mode jusqu'à fin 2010, après quoi il sera arrêté en vue de préparer la transition vers une énergie de 7 téraélectronvolts par faisceau.

En mai 2009, le film d'aventure « Anges et Démons », basé sur le livre du même nom de Dan Brown, est sorti dans le monde entier.

Le CERN joue un rôle clé dans l'intrigue de cette œuvre, et plusieurs scènes du film ont été tournées dans les locaux du CERN. Étant donné que le film contient des éléments de fiction, notamment dans la description de ce qui est étudié au CERN et comment, la direction du CERN a jugé utile d'éviter les questions qui surgiront inévitablement chez de nombreux spectateurs du film. À cette fin, un site Web spécial Anges et Démons - la science derrière l'histoire a été lancé. Il raconte sous une forme accessible les phénomènes physiques qui sont tissés dans l'intrigue du film (principalement la production, le stockage et les propriétés de l'antimatière).

Le développement de l'intrigue commence par deux événements apparemment sans rapport, mais néanmoins clés pour le film : la mort du pape actuel et l'achèvement des expériences avec le Grand collisionneur de hadrons. Grâce aux tests, les scientifiques obtiennent une antimatière comparable aux armes les plus puissantes en termes d’action. La société secrète des Illuminati décide d'utiliser cette invention à ses propres fins : détruire le Vatican, le centre du catholicisme mondial, qui se retrouve désormais sans tête.

Le matériel a été préparé sur la base des informations de RIA Novosti et de sources ouvertes

Après une série d'expériences au Grand collisionneur de hadrons (LHC), des spécialistes du Centre européen de recherche nucléaire (CERN) ont annoncé la découverte d'une nouvelle particule appelée pentaquark, prédite précédemment par des scientifiques russes.

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est un accélérateur conçu pour accélérer les particules élémentaires (notamment les protons).

Une nouvelle particule a été découverte au Grand collisionneur de hadrons, disent les physiciensDes spécialistes du Centre européen de recherche nucléaire travaillant au Grand collisionneur de hadrons ont annoncé la découverte du pentaquark, une particule prédite par les scientifiques russes.

Il est implanté en France et en Suisse et appartient au Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN).

À cette époque, les scientifiques ne savaient pas exactement comment la particule qu’ils avaient découverte correspondait aux prédictions du modèle standard. En mars 2013, les physiciens disposaient de suffisamment de données sur la particule pour la déclarer officiellement comme étant le boson de Higgs.

Le 8 octobre 2013, le physicien britannique Peter Higgs et le belge François Engler, qui ont découvert le mécanisme de rupture de symétrie électrofaible (qui permet aux particules élémentaires d'avoir une masse), ont reçu le prix Nobel de physique pour « la découverte théorique d'un mécanisme qui permettait un aperçu de l’origine des masses des particules élémentaires.

En décembre 2013, grâce à l'analyse de données utilisant des réseaux de neurones, les physiciens du CERN ont pour la première fois retracé la désintégration du boson de Higgs en fermions - leptons tau et paires b-quark et b-antiquark.

En juin 2014, les scientifiques travaillant sur le détecteur ATLAS, après avoir traité toutes les statistiques accumulées, ont clarifié les résultats de la mesure de la masse du boson de Higgs. Selon leurs données, la masse du boson de Higgs est de 125,36 ± 0,41 gigaélectronvolts. Ceci est presque identique - tant en valeur qu'en précision - au résultat des scientifiques travaillant sur le détecteur CMS.

Dans une publication de février 2015 dans la revue Physical Review Letters, les physiciens ont déclaré qu'une raison possible de l'absence presque totale d'antimatière dans l'Univers et de la prédominance de la matière visible ordinaire pourrait être les mouvements du champ de Higgs - une structure spéciale dans laquelle les bosons de Higgs "en direct". Le physicien russo-américain Alexander Kusenko de l'Université de Californie à Los Angeles (États-Unis) et ses collègues pensent avoir réussi à trouver la réponse à cette énigme universelle dans les données collectées par le Grand collisionneur de hadrons au cours de la première étape de son fonctionnement. , lors de la découverte du boson de Higgs, la fameuse « particule de Dieu ».

Le 14 juillet 2015, on a appris que des spécialistes du Centre européen de recherche nucléaire (CERN), après une série d'expériences au Grand collisionneur de hadrons (LHC), avaient annoncé la découverte d'une nouvelle particule appelée pentaquark, prédite précédemment par Scientifiques russes. L’étude des propriétés des pentaquarks permettra de mieux comprendre le fonctionnement de la matière ordinaire. La possibilité de l'existence de pentaquarks, employés de l'Institut de physique nucléaire de Saint-Pétersbourg du nom de Konstantinov Dmitry Dyakonov, Maxim Polyakov et Viktor Petrov.

Les données collectées par le LHC lors de la première étape des travaux ont permis aux physiciens de la collaboration LHCb, qui recherche des particules exotiques sur le détecteur du même nom, de « capturer » plusieurs particules de cinq quarks, qui ont reçu des noms temporaires Pc(4450) + et Pc(4380)+. Ils ont une très grande masse - environ 4,4 à 4,5 mille mégaélectronvolts, soit environ quatre à cinq fois plus que le même chiffre pour les protons et les neutrons, ainsi qu'un spin plutôt inhabituel. De par leur nature, ce sont quatre quarks « normaux » collés à un seul antiquark.

La confiance statistique de la découverte est de neuf sigma, ce qui équivaut à une erreur aléatoire ou à un dysfonctionnement du détecteur dans un cas sur quatre millions de milliards (10 à la puissance 18) de tentatives.

L'un des objectifs du deuxième lancement du LHC sera la recherche de la matière noire. On suppose que la découverte d’une telle matière aidera à résoudre le problème de la masse cachée, qui réside notamment dans la vitesse de rotation anormalement élevée des régions extérieures des galaxies.

Le matériel a été préparé sur la base des informations de RIA Novosti et de sources ouvertes

Carte avec l'emplacement du collisionneur marqué dessus

Pour unifier davantage les interactions fondamentales en une seule théorie, diverses approches sont utilisées : la théorie des cordes, qui a été développée dans la théorie M (théorie des branes), la théorie de la supergravité, la gravité quantique en boucle, etc. Certaines d'entre elles ont des problèmes internes, et aucune d'entre elles avoir une confirmation expérimentale. Le problème est que pour réaliser les expériences correspondantes, il faut des énergies inaccessibles avec les accélérateurs de particules chargées modernes.

Le LHC permettra des expériences auparavant impossibles à réaliser et confirmera ou infirmera probablement certaines de ces théories. Ainsi, il existe toute une gamme de théories physiques avec des dimensions supérieures à quatre qui supposent l'existence d'une « supersymétrie » - par exemple, la théorie des cordes, parfois appelée théorie des supercordes précisément parce que sans supersymétrie, elle perd sa signification physique. La confirmation de l'existence de la supersymétrie sera donc une confirmation indirecte de la véracité de ces théories.

Etude des quarks top

Histoire de la construction

Tunnel souterrain de 27 km destiné à abriter l'accélérateur LHC

L’idée du projet Large Hadron Collider est née en 1984 et a été officiellement approuvée dix ans plus tard. Sa construction a débuté en 2001, après l'achèvement du précédent accélérateur, le Grand collisionneur électron-positon.

L'accélérateur est censé faire entrer en collision des protons d'une énergie totale de 14 TeV (soit 14 téraélectronvolts ou 14 10 12 électronvolts) dans le système du centre de masse des particules incidentes, ainsi que des noyaux de plomb d'une énergie de 5,5 GeV. (5,5 10 9 électronvolts) pour chacun une paire de nucléons en collision. Ainsi, le LHC sera l'accélérateur de particules le plus énergétique au monde, un ordre de grandeur supérieur en énergie à celui de ses concurrents les plus proches - le collisionneur proton-antiproton Tevatron, qui fonctionne actuellement au Laboratoire national des accélérateurs. Enrico Fermi (États-Unis) et le collisionneur d'ions lourds relativiste RHIC, opérant au laboratoire de Brookhaven (États-Unis).

L'accélérateur est situé dans le même tunnel autrefois occupé par le Grand collisionneur électron-positon. Le tunnel d'une circonférence de 26,7 km est posé à une profondeur d'une centaine de mètres sous terre en France et en Suisse. Pour contenir et corriger les faisceaux de protons, 1624 aimants supraconducteurs sont utilisés, dont la longueur totale dépasse 22 km. Le dernier d'entre eux a été installé dans le tunnel le 27 novembre 2006. Les aimants fonctionneront à 1,9 K (−271 °C). La construction d'une ligne cryogénique spéciale pour le refroidissement des aimants s'est achevée le 19 novembre 2006.

Essais

Caractéristiques

Le processus d'accélération des particules dans un collisionneur

La vitesse des particules dans le LHC sur les faisceaux en collision est proche de la vitesse de la lumière dans le vide. L’accélération des particules à des vitesses aussi élevées s’effectue en plusieurs étapes. Dans la première étape, les accélérateurs linéaires à basse énergie Linac 2 et Linac 3 injectent des protons et des ions plomb pour une accélération supplémentaire. Les particules entrent ensuite dans le booster du PS puis dans le PS lui-même (synchrotron à protons), acquérant une énergie de 28 GeV. L'accélération des particules se poursuit ensuite dans le SPS (Super Synchrotron Proton Synchrotron), où l'énergie des particules atteint 450 GeV. Le faisceau est ensuite dirigé vers l'anneau principal de 26,7 kilomètres et des détecteurs enregistrent les événements qui se produisent aux points de collision.

Consommation d'énergie

Pendant le fonctionnement du collisionneur, la consommation d'énergie estimée sera de 180 MW. Consommation énergétique estimée de l'ensemble du canton de Genève. Le CERN lui-même ne produit pas d'électricité et ne dispose que de générateurs diesel de secours.

Informatique distribuée

Pour gérer, stocker et traiter les données qui proviendront de l'accélérateur et des détecteurs du LHC, un réseau informatique distribué LCG est en cours de création. L HC C informatique G DÉBARRASSER ), utilisant la technologie des grilles. Pour certaines tâches informatiques, le projet de calcul distribué LHC@home sera utilisé.

Processus physiques incontrôlés

Certains experts et membres du public ont exprimé leur inquiétude quant à la probabilité non nulle que les expériences menées au collisionneur deviennent incontrôlables et développent une réaction en chaîne qui, dans certaines conditions, pourrait théoriquement détruire la planète entière. Le point de vue des partisans des scénarios catastrophiques associés au fonctionnement du LHC est présenté sur un site Internet séparé. En raison de sentiments similaires, le LHC est parfois déchiffré comme Dernier Collisionneur de hadrons ( Dernier collisionneur de hadrons).

À cet égard, la possibilité théorique de l'apparition de trous noirs microscopiques dans le collisionneur est la plus souvent mentionnée, ainsi que la possibilité théorique de la formation d'amas d'antimatière et de monopôles magnétiques avec une réaction en chaîne ultérieure de capture de la matière environnante.

Ces possibilités théoriques ont été examinées par un groupe spécial du CERN, qui a préparé un rapport correspondant dans lequel toutes ces craintes sont reconnues comme infondées. Le physicien théoricien anglais Adrian Kent a publié un article scientifique critiquant les normes de sécurité adoptées par le CERN, car les dommages attendus, c'est-à-dire le produit de la probabilité d'un événement par le nombre de victimes, sont, à son avis, inacceptables. Cependant, la limite supérieure maximale de la probabilité d’un scénario catastrophique au LHC est de 10 -31.

Les principaux arguments en faveur du caractère infondé des scénarios catastrophiques incluent des références au fait que la Terre, la Lune et d'autres planètes sont constamment bombardées par des flux de particules cosmiques aux énergies beaucoup plus élevées. L'exploitation réussie d'accélérateurs précédemment mis en service est également mentionnée, notamment le collisionneur d'ions lourds relativiste RHIC à Brookhaven. La possibilité de formation de trous noirs microscopiques n'est pas niée par les spécialistes du CERN, mais il est affirmé que dans notre espace tridimensionnel, de tels objets ne peuvent apparaître qu'à des énergies de 16 ordres de grandeur supérieures à l'énergie des faisceaux du LHC. Hypothétiquement, des trous noirs microscopiques pourraient apparaître dans les expériences du LHC dans le cadre de prédictions de théories comportant des dimensions spatiales supplémentaires. De telles théories n’ont pas encore de confirmation expérimentale. Cependant, même si des trous noirs sont créés à partir de collisions de particules au LHC, ils devraient être extrêmement instables en raison du rayonnement de Hawking et s'évaporeront presque instantanément sous forme de particules ordinaires.

Le 21 mars 2008, une plainte de Walter Wagner a été déposée devant le tribunal fédéral de district d'Hawaï (États-Unis). Walter L. Wagner) et Luis Sancho (ing. Luis Sancho), dans lequel ils, accusant le CERN de tenter de provoquer la fin du monde, exigent que le lancement du collisionneur soit interdit jusqu'à ce que sa sécurité soit garantie.

Comparaison avec les vitesses et énergies naturelles

L'accélérateur est conçu pour entrer en collision avec des particules telles que des hadrons et des noyaux atomiques. Il existe cependant des sources naturelles de particules dont la vitesse et l'énergie sont bien supérieures à celles du collisionneur (voir : Zevatron). Ces particules naturelles sont détectées dans les rayons cosmiques. La surface de la planète Terre est partiellement protégée de ces rayons, mais lorsqu'ils traversent l'atmosphère, les particules des rayons cosmiques entrent en collision avec des atomes et des molécules d'air. À la suite de ces collisions naturelles, de nombreuses particules stables et instables sont créées dans l'atmosphère terrestre. En conséquence, il existe un rayonnement de fond naturel sur la planète depuis plusieurs millions d’années. La même chose (collision de particules élémentaires et d’atomes) se produira dans le LHC, mais avec des vitesses et des énergies moindres, et en quantités bien moindres.

Trous noirs microscopiques

Si des trous noirs peuvent être créés lors de la collision de particules élémentaires, ils se désintégreront également en particules élémentaires, conformément au principe d'invariance CPT, qui est l'un des principes les plus fondamentaux de la mécanique quantique.

De plus, si l’hypothèse de l’existence de micro-trous noirs stables était correcte, alors ils se formeraient en grande quantité à la suite du bombardement de la Terre par des particules élémentaires cosmiques. Mais la plupart des particules élémentaires de haute énergie arrivant de l’espace ont une charge électrique, donc certains trous noirs seraient chargés électriquement. Ces trous noirs chargés seraient capturés par le champ magnétique terrestre et, s’ils étaient vraiment dangereux, ils auraient détruit la Terre depuis longtemps. Le mécanisme Schwimmer qui rend les trous noirs électriquement neutres est très similaire à l’effet Hawking et ne peut pas fonctionner si l’effet Hawking ne fonctionne pas.

De plus, tous les trous noirs, chargés ou électriquement neutres, seraient capturés par les naines blanches et les étoiles à neutrons (qui, comme la Terre, sont bombardées par le rayonnement cosmique) et les détruiraient. En conséquence, la durée de vie des naines blanches et des étoiles à neutrons serait bien plus courte que celle réellement observée. De plus, l’effondrement des naines blanches et des étoiles à neutrons émettrait un rayonnement supplémentaire qui n’est pas réellement observé.

Enfin, les théories avec des dimensions spatiales supplémentaires qui prédisent l'émergence de trous noirs microscopiques ne contredisent les données expérimentales que si le nombre de dimensions supplémentaires est d'au moins trois. Mais avec autant de dimensions supplémentaires, des milliards d’années devront s’écouler avant que le trou noir ne cause des dommages importants à la Terre.

Strapelski

Le point de vue opposé est celui d'Eduard Boos, docteur en sciences physiques et mathématiques de l'Institut de recherche en physique nucléaire de l'Université d'État de Moscou, qui nie l'émergence de trous noirs macroscopiques au LHC, et donc de « trous de ver » et de voyages dans le temps.

Remarques

  1. Le guide ultime du LHC (anglais) P. 30.
  2. LHC : faits clés. "Éléments de grande science." Récupéré le 15 septembre 2008.
  3. Groupe de travail Tevatron Electroweak, sous-groupe supérieur
  4. Test de synchronisation du LHC réussi
  5. Le deuxième test du système d'injection s'est déroulé avec des interruptions, mais a atteint son objectif. « Éléments de la grande science » (24 août 2008). Récupéré le 6 septembre 2008.
  6. La journée marquante du LHC démarre rapidement
  7. Premier faisceau du LHC : accélérer la science.
  8. Mission accomplie pour l’équipe du LHC. physiqueworld.com. Récupéré le 12 septembre 2008.
  9. Un faisceau à circulation stable est lancé au LHC. « Éléments de la grande science » (12 septembre 2008). Récupéré le 12 septembre 2008.
  10. Un accident au Large Hadron Collider retarde indéfiniment les expériences. « Éléments de la grande science » (19 septembre 2008). Récupéré le 21 septembre 2008.
  11. Le Grand collisionneur de hadrons ne reprendra ses activités qu'au printemps - CERN. RIA Novosti (23 septembre 2008). Récupéré le 25 septembre 2008.
  12. http://press.web.cern.ch/Press/PressReleases/Releases2008/PR14.08E.html
  13. https://edms.cern.ch/file/973073/1/Report_on_080919_incident_at_LHC__2_.pdf
  14. https://lhc2008.web.cern.ch/LHC2008/inauguration/index.html
  15. La réparation des aimants endommagés sera plus complexe qu’on ne le pensait auparavant. «Éléments de grande science» (9 novembre 2008). Récupéré le 12 novembre 2008.
  16. Calendrier pour 2009. « Éléments de la grande science » (18 janvier 2009). Récupéré le 18 janvier 2009.
  17. Communiqué de presse du CERN
  18. Le plan d'exploitation du Grand collisionneur de hadrons pour 2009-2010 a été approuvé. « Éléments de la grande science » (6 février 2009). Récupéré le 5 avril 2009.
  19. Les expériences LHC.
  20. "La Boîte de Pandore" s'ouvre. Vesti.ru (9 septembre 2008). Récupéré le 12 septembre 2008.
  21. Le potentiel de danger dans les expériences de collisionneurs de particules
  22. Dimopoulos S., Landsberg G. Trous noirs au grand collisionneur de hadrons (anglais) Phys. Tour. Lett. 87 (2001)
  23. Blaizot J.-P. et coll. Étude des événements potentiellement dangereux lors de collisions d'ions lourds au LHC.
  24. Examen de la sécurité des collisions du LHC Groupe d’évaluation de la sécurité du LHC
  25. Un examen critique des risques des accélérateurs. Proza.ru (23 mai 2008). Récupéré le 17 septembre 2008.
  26. Quelle est la probabilité d’une catastrophe au LHC ?
  27. jour du Jugement dernier
  28. Demander à un juge de sauver le monde, et peut-être bien plus encore
  29. Expliquer pourquoi le LHC sera sûr
  30. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-es.pdf (espagnol)
  31. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-de.pdf (allemand)
  32. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-fr.pdf (français)
  33. H. Heiselberg. Criblage dans des gouttelettes de quark // Revue Physique D. - 1993. - T. 48. - N° 3. - P. 1418-1423. DOI:10.1103/PhysRevD.48.1418
  34. M. Alford, K. Rajagopal, S. Reddy, A. Steiner. Stabilité des croûtes d'étoiles étranges et des Strangelets // La Société américaine de physique. Revue physique D. - 2006. - T. 73, 114016.

Dans cette question (et d'autres similaires), l'apparition des mots « en fait » est curieuse - comme s'il y avait une essence cachée aux non-initiés, protégée par les « prêtres de la science » des gens ordinaires, un secret qui doit être révélé. être révélé. Cependant, vu de l'intérieur de la science, le mystère disparaît et il n'y a pas de place pour ces mots - la question « pourquoi avons-nous besoin d'un collisionneur de hadrons » n'est pas fondamentalement différente de la question « pourquoi avons-nous besoin d'une règle (ou d'une balance). , ou montres, etc.). Le fait que le collisionneur soit une chose importante, coûteuse et complexe à tous égards ne change rien aux choses.

L’analogie la plus proche pour comprendre « pourquoi cela est nécessaire » est, à mon avis, une lentille. L'humanité connaît les propriétés des lentilles depuis des temps immémoriaux, mais ce n'est qu'au milieu du dernier millénaire qu'elle a réalisé que certaines combinaisons de lentilles pouvaient être utilisées comme instruments nous permettant d'examiner des objets très petits ou très éloignés - nous sommes, bien sûr, je parle d'un microscope et d'un télescope. Il ne fait aucun doute que la question de savoir pourquoi tout cela est nécessaire a été posée à plusieurs reprises lorsque ces nouvelles conceptions pour les contemporains sont apparues. Cependant, il a été retiré de l'ordre du jour à mesure que les domaines d'application scientifique et appliquée des deux dispositifs se sont élargis. Notez qu’il s’agit généralement d’instruments différents : vous ne pourrez pas observer les étoiles avec un microscope inversé. Le Grand collisionneur de hadrons, paradoxalement, les combine en lui-même et peut à juste titre être considéré comme le point culminant de l'évolution des microscopes et des télescopes réalisée par l'humanité au cours des siècles passés. Cette affirmation peut sembler étrange et, bien sûr, elle ne doit pas être prise au sens littéral - il n'y a pas de lentilles (au moins optiques) dans l'accélérateur. Mais au fond, c’est exactement le cas. Sous sa forme « microscopique », le collisionneur permet d'étudier la structure et les propriétés des objets à un niveau de 10 à 19 mètres (rappelons que la taille d'un atome d'hydrogène est d'environ 10 à 10 mètres). La situation est encore plus intéressante dans la partie « télescope ». Chaque télescope est une machine à temps réel, puisque l'image qui y est observée correspond à ce qu'était l'objet d'observation dans le passé, à savoir le temps écoulé depuis lequel le rayonnement électromagnétique doit atteindre l'observateur depuis cet objet. Ce temps peut être d'un peu plus de huit minutes lors de l'observation du Soleil depuis la Terre et jusqu'à des milliards d'années lors de l'observation de quasars distants. À l’intérieur du Grand collisionneur de hadrons, sont créées les conditions qui existaient dans l’Univers une infime fraction de seconde après le Big Bang. Ainsi, nous avons l’opportunité de revenir en arrière de près de 14 milliards d’années, jusqu’au tout début de notre monde. Les télescopes terrestres et orbitaux conventionnels (au moins ceux qui détectent le rayonnement électromagnétique) n'acquièrent la « vision » qu'après l'ère de la recombinaison, lorsque l'Univers est devenu optiquement transparent - cela s'est produit, selon les idées modernes, 380 000 ans après le Big Bang.

Ensuite, nous devons décider quoi faire de ces connaissances : à la fois sur la structure de la matière à petite échelle et sur ses propriétés à la naissance de l'Univers, et c'est ce qui finalement renverra le mystère discuté au début et déterminera pourquoi le collisionneur est nécessaire était nécessaire « vraiment ». Mais il s'agit d'une décision humaine, et le collisionneur à l'aide duquel ces connaissances ont été obtenues ne restera qu'un appareil - peut-être le système de « lentilles » le plus sophistiqué que le monde ait jamais vu.



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