Hadron çarpıştırıcısı parçacığı. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı Nedir?

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), fizikçilerin maddenin özellikleri hakkında daha önce bilinenden çok daha fazlasını öğrenmesine yardımcı olacak yüklü bir parçacık hızlandırıcıdır. Hızlandırıcılar, yüksek enerjili yüklü temel parçacıklar üretmek için kullanılır. Hemen hemen her hızlandırıcının çalışması, yüklü parçacıkların elektrik ve manyetik alanlarla etkileşimine dayanır. Elektrik alanı doğrudan parçacık üzerinde iş yapar, yani enerjisini artırır, Lorentz kuvvetini oluşturan manyetik alan ise parçacığın enerjisini değiştirmeden yalnızca saptırır ve parçacıkların hareket edeceği yörüngeyi belirler.

Çarpıştırıcı (İngilizce çarpışma - “çarpışmak”), çarpışmalarının ürünlerini incelemek için tasarlanmış, çarpışan kirişleri kullanan bir hızlandırıcıdır. Maddenin temel parçacıklarına yüksek kinetik enerji vermenizi, çarpışma oluşturmak için onları birbirlerine yönlendirmenizi sağlar.

Neden "büyük hadron"

Çarpıştırıcı aslında boyutundan dolayı büyük olarak adlandırılıyor. Ana hızlandırıcı halkasının uzunluğu 26.659 m'dir; hadronik - hadronları, yani kuarklardan oluşan ağır parçacıkları hızlandırması nedeniyle.

LHC, İsviçre ve Fransa sınırında, Cenevre yakınlarındaki Avrupa Nükleer Araştırma Konseyi'nin (CERN) araştırma merkezinde inşa edildi. Bugün LHC dünyanın en büyük deneysel tesisidir. Bu büyük ölçekli projenin liderliğini İngiliz fizikçi Lyn Evans üstleniyor ve 100'den fazla ülkeden 10 binin üzerinde bilim insanı ve mühendis inşaat ve araştırmalarda yer aldı ve alıyor.

Tarihe kısa bir gezi

Geçen yüzyılın 60'lı yıllarının sonlarında fizikçiler Standart Model olarak adlandırılan modeli geliştirdiler. Dört temel etkileşimden üçünü (güçlü, zayıf ve elektromanyetik) birleştirir. Yerçekimi etkileşimi hala genel görelilik terimleriyle açıklanmaktadır. Yani, bugün temel etkileşimler genel olarak kabul edilen iki teori tarafından tanımlanmaktadır: genel görelilik teorisi ve standart model.

Standart modelin, mikro dünyanın yapısına ilişkin daha derin bir teorinin parçası olması gerektiğine inanılıyor; bu kısım, yaklaşık 1 TeV'nin (teraelektronvolt) altındaki enerjilerdeki çarpıştırıcılarda yapılan deneylerde görülebiliyor. Büyük Hadron Çarpıştırıcısının asıl amacı, bu daha derin teorinin ne olduğuna dair en azından ilk ipuçlarını elde etmektir.

Çarpıştırıcının ana hedefleri arasında Higgs bozonunun keşfi ve doğrulanması da yer alıyor. Bu keşif, temel atom parçacıklarının ve standart maddenin kökenine ilişkin Standart Model'i doğrulayacaktır. Çarpıştırıcı tam güçte çalıştığında Standart Modelin bütünlüğü bozulacaktır. Özelliklerini kısmen anladığımız temel parçacıklar yapısal bütünlüklerini koruyamayacaklardır. Standart Modelin üst enerji sınırı 1 TeV'dir ve bu sınırın üzerinde bir parçacık bozunur. 7 TeV'lik bir enerjide kütleleri bilinenin on katı kadar olan parçacıklar oluşturulabilecektir.

Özellikler

Gelen parçacıkların kütle merkezi sisteminde toplam 14 TeV enerjiye sahip (yani 14 teraelektronvolt veya 14·1012 elektronvolt) hızlandırıcı protonların yanı sıra enerjiye sahip kurşun çekirdeklerin de çarpışması bekleniyor. Çarpışan her nükleon çifti için 5 GeV (5·109 elektronvolt).

LHC'nin çalışmasının ilk haftalarındaki parlaklığı 1029 parçacık/cm²·s'den fazla değildi, ancak sürekli olarak artmaya devam ediyor. Amaç, BaBar (SLAC, ABD) ve Belle'nin (KEK, Japonya) parlaklıklarıyla aynı büyüklükte olan 1,7 × 1034 parçacık/cm² sn'lik nominal parlaklığa ulaşmaktır.

Hızlandırıcı, daha önce Fransa ve İsviçre'deki Büyük Elektron-Pozitron Çarpıştırıcısı'nın yer aldığı aynı tünelde bulunuyor. Tünelin derinliği 50 ila 175 metre arasındadır ve tünel halkası dünya yüzeyine göre yaklaşık %1,4 oranında eğimlidir. Proton ışınlarını tutmak, düzeltmek ve odaklamak için toplam uzunluğu 22 km'yi aşan 1624 süper iletken mıknatıs kullanılır. Mıknatıslar, helyumun süperakışkan hale geldiği sıcaklığın biraz altında olan 1,9 K (-271 °C) sıcaklıkta çalışır.

BAK dedektörleri

LHC'nin 4 ana ve 3 yardımcı dedektörü vardır:

• ALICE (Büyük İyon Çarpıştırıcısı Deneyi)
• ATLAS (Toroidal LHC Aparatı)
• CMS (Kompakt Müon Solenoidi)
• LHCb (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı güzellik deneyi)
• TOTEM (TOtal Elastik ve Kırınımlı Kesit Ölçümü)
• LHCf (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ileri)
• MoEDAL (LHC'de Tek Kutuplu ve Egzotik Dedektör).

Bunlardan ilki ağır iyon çarpışmalarını incelemek üzere yapılandırılmıştır. Bu durumda oluşan nükleer maddenin sıcaklığı ve enerji yoğunluğu, gluon plazmasının oluşması için yeterlidir. ALICE'deki Dahili Takip Sistemi (ITS), çarpma noktasını çevreleyen ve ortaya çıkan parçacıkların özelliklerini ve kesin konumlarını ölçen altı silindirik silikon sensör katmanından oluşur. Bu sayede ağır kuark içeren parçacıklar kolaylıkla tespit edilebiliyor.

İkincisi protonlar arasındaki çarpışmaları incelemek için tasarlandı. ATLAS 44 metre uzunluğunda, 25 metre çapında ve yaklaşık 7.000 ton ağırlığındadır. Tünelin merkezinde proton ışınları çarpışıyor ve bu da onu kendi türünde şimdiye kadar yapılmış en büyük ve en karmaşık sensör haline getiriyor. Sensör, proton çarpışması sırasında ve sonrasında meydana gelen her şeyi kaydeder. Projenin amacı evrenimizde daha önce kaydedilmemiş veya tespit edilmemiş parçacıkları tespit etmektir.

CMS, LHC'deki iki büyük evrensel parçacık dedektöründen biridir. 38 ülkedeki 183 laboratuvar ve üniversiteden yaklaşık 3.600 bilim insanı CMS'nin çalışmalarını desteklemektedir (Resim CMS cihazını göstermektedir).

En içteki katman silikon bazlı izleyicidir. Takip cihazı dünyanın en büyük silikon sensörüdür. 76 milyon kanaldan oluşan 205 m2 (kabaca bir tenis kortu alanı) silikon sensöre sahiptir. İzleyici, elektromanyetik alandaki yüklü parçacıkların izlerini ölçmenizi sağlar.

İkinci seviyede Elektromanyetik Kalorimetre bulunmaktadır. Bir sonraki seviyedeki Hadron Kalorimetresi, her durumda üretilen bireysel hadronların enerjisini ölçer.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısının (CMS) bir sonraki katmanı devasa bir mıknatıstır. Büyük Solenoid Mıknatıs 13 metre uzunluğunda ve 6 metre çapındadır. Niyobyum ve titanyumdan yapılmış soğutulmuş bobinlerden oluşur. Bu devasa solenoid mıknatıs, solenoid mıknatıs parçacıklarının ömrünü en üst düzeye çıkarmak için tam güçte çalışır.

Beşinci katman müon dedektörleri ve dönüş boyunduruğudur. CMS, enerjik LHC çarpışmalarında tespit edilebilecek farklı fizik türlerini araştırmak için tasarlanmıştır. Bu araştırmaların bir kısmı Standart Modelin parametrelerinin ölçümlerini doğrulamak veya geliştirmek için yapılırken, bir kısmı da yeni fizik arayışı içindedir.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı hakkında uzun süre çok şey konuşabilirsiniz. Makalemizin LHC'nin ne olduğunu ve bilim adamlarının neden buna ihtiyaç duyduğunu anlamaya yardımcı olduğunu umuyoruz.

Birçoğu şu ya da bu şekilde "Büyük Hadron Çarpıştırıcısı" terimini zaten duymuştur. Bu kelimelerden yalnızca "büyük" kelimesi sıradan insana tanıdık geliyor. Ama gerçekte nedir? Peki sıradan bir ölümlünün bu fiziksel terime hakim olması mümkün mü?

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), fizikçilerin temel parçacıklarla deneyler yapabileceği bir tesistir. Formülasyona göre LHC, ağır iyonları ve protonları hızlandırmak ve çarpışma ürünlerini incelemek için tasarlanmış, çarpışan ışınları kullanan yüklü parçacıkların hızlandırıcısıdır. Başka bir deyişle, bilim adamları atomları çarpıştırıyor ve sonra bundan ne çıktığını görüyorlar.

Şu anda bu dünyadaki en büyük deneysel tesistir. Bu kurulumun büyüklüğü, yüz metre derinlikte yer alan yaklaşık 27 kilometre çapındaki bir şehre benzetilebilir. Bu kurulum Cenevre yakınlarında bulunuyor ve inşaatı 10 milyar dolara mal oluyor.

LHC kurulumunun ana görevlerinden biri (bilim adamlarına göre) Higgs bozonunun araştırılmasıdır. Yine basit bir ifadeyle bu, kütlenin varlığından sorumlu olan parçacığı bulma girişimidir.

Buna paralel olarak çarpıştırıcıda arama deneyleri yapılıyor:

— “Standart Model”in dışındaki parçacıklar,

— manyetik monopoller (manyetik alana sahip parçacıklar),

— ayrıca kuantum kütleçekimi çalışmaları ve mikroskobik deliklerin incelenmesi de sürüyor.

Bunlar "mikroskobik kara delikler" ve pek çok insana huzur verme. Üstelik sadece okulda fizikle tanışmaları bitenler değil, aynı zamanda profesyonel düzeyde çalışmaya devam edenler de endişeleniyor.

Kara deliğin ne olduğu hem okullardan hem de bilim kurgu hikayelerinden ve filmlerinden herkes tarafından bilinmektedir. Pek çok kişi (bilim adamları dahil), bazıları "büyük patlamayı" (teoriye göre evrenin ortaya çıktığı) yeniden yaratmayı denemek için tasarlanan bu tür deneylerin tüm gezegenin kaçınılmaz olarak çökmesine yol açacağından endişe ediyor.

Bilim insanları bu deney ve deneylerde herhangi bir tehlike bulunmadığı konusunda güvence veriyor. Ancak bilimin aydınlatıcılarının asla hesaba katmadığı bir gerçek daha var. Silahlardan bahsediyoruz.

Bir keşif yapan veya bir şey icat eden her normal bilim adamı bunu iki amaçla yapar. İlk amaç dünyanın daha iyi yaşamasına yardımcı olmak, ikincisi ise daha az insani ama insani olan ünlü olmaktır.

Ama nedense tüm icatlar (abartmadan) aynı insanlığı ve ünlü bilim adamlarını öldürmeye yönelik araçların yaratılmasında yerini alıyor. Atom enerjisinden bahsetmeye bile gerek yok, artık bizim için sıradan hale gelen keşifler bile (radyo, mekanik motorlar, uydu televizyonu vb.) savunma sanayinde yerini sağlam bir şekilde almıştır.

2016 yılında Moskova bölgesinde Avrupa LHC'ye benzer bir kurulum başlatmayı planlıyorlar. Ancak Rus enstalasyonu, “büyük kardeşinin” aksine, aslında “büyük patlamayı” küçük ölçekte yeniden yaratmalı.

Ve komşu Moskova'nın (ve onunla birlikte Dünya'nın) geniş evrende yeni bir "kara deliğin" atası olmayacağını kim garanti edecek?

(veya TANK)- şu anda dünyanın en büyük ve en güçlü parçacık hızlandırıcısı. Bu dev 2008 yılında piyasaya sürüldü, ancak uzun süre düşük kapasitede çalıştı. Bunun ne olduğunu ve neden büyük bir hadron çarpıştırıcısına ihtiyacımız olduğunu anlayalım.

Tarih, mitler ve gerçekler

Çarpıştırıcı oluşturma fikri 1984 yılında açıklandı. Ve çarpıştırıcının inşası projesi 1995 yılında onaylandı ve kabul edildi. Geliştirme, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'ne (CERN) aittir. Genel olarak çarpıştırıcının fırlatılması sadece bilim adamlarının değil, aynı zamanda dünyanın her yerinden sıradan insanların da büyük ilgisini çekti. Çarpıştırıcının fırlatılmasıyla ilgili her türlü korku ve dehşetten bahsettiler.

Bununla birlikte, şu anda bile birisi, büyük olasılıkla, LHC'nin çalışmasıyla ilgili bir kıyamet bekliyor ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı patlarsa ne olacağı düşüncesiyle çatlıyor. Her şeyden önce herkes, ilk başta mikroskobik olan, büyüyecek ve önce çarpıştırıcının kendisini, ardından İsviçre'yi ve dünyanın geri kalanını güvenli bir şekilde emecek bir kara delikten korkuyordu. İmha felaketi aynı zamanda büyük paniğe de neden oldu. Hatta bir grup bilim adamı inşaatı durdurmak amacıyla dava bile açtı. Açıklamada, çarpıştırıcıda üretilebilecek antimadde yığınlarının madde ile yok olmaya başlayarak zincirleme bir reaksiyon başlatacağı ve tüm Evrenin yok olacağı belirtildi. Geleceğe Dönüş'teki ünlü karakterin dediği gibi:

Tabii ki tüm Evren en kötü senaryoda. En iyi ihtimalle sadece bizim galaksimiz. Dr.Emet Brown.

Şimdi bunun neden hadronik olduğunu anlamaya çalışalım. Gerçek şu ki, hadronlarla çalışıyor, daha doğrusu hadronları hızlandırıyor, hızlandırıyor ve çarpıştırıyor.

Hadronlar– güçlü etkileşimlere maruz kalan bir temel parçacık sınıfı. Hadronlar kuarklardan oluşur.

Hadronlar baryonlara ve mezonlara ayrılır. Kolaylaştırmak için, bildiğimiz maddelerin neredeyse tamamının baryonlardan oluştuğunu söyleyelim. Daha da basitleştirelim ve baryonların nükleonlar (atom çekirdeğini oluşturan protonlar ve nötronlar) olduğunu söyleyelim.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı nasıl çalışır?

Ölçek çok etkileyici. Çarpıştırıcı, yeraltında yüz metre derinlikte bulunan dairesel bir tüneldir. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı 26.659 metre uzunluğundadır. Işık hızına yakın hızlara hızlandırılan protonlar, Fransa ve İsviçre toprakları boyunca bir yeraltı dairesinde uçuyor. Daha doğrusu tünelin derinliği 50 ila 175 metre arasında değişiyor. Süper iletken mıknatıslar, uçan proton ışınlarını odaklamak ve tutmak için kullanılır; toplam uzunlukları yaklaşık 22 kilometredir ve -271 santigrat derece sıcaklıkta çalışırlar.

Çarpıştırıcı 4 dev dedektör içerir: ATLAS, CMS, ALICE ve LHCb. Ana büyük dedektörlere ek olarak yardımcı olanlar da vardır. Dedektörler parçacık çarpışmalarının sonuçlarını kaydetmek için tasarlanmıştır. Yani, iki proton ışık hızına yakın hızlarda çarpıştıktan sonra kimse ne bekleyeceğini bilemez. Ne olduğunu, nereye sıçradığını ve ne kadar uzağa uçtuğunu "görmek" için her türden sensörle doldurulmuş dedektörler var.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısının Sonuçları.

Neden bir çarpıştırıcıya ihtiyacınız var? Kesinlikle Dünya'yı yok etmek için değil. Görünüşe göre parçacıkların çarpışmasının amacı nedir? Gerçek şu ki, modern fizikte pek çok cevaplanmamış soru var ve dünyayı hızlandırılmış parçacıkların yardımıyla incelemek, kelimenin tam anlamıyla yeni bir gerçeklik katmanı açabilir, dünyanın yapısını anlayabilir ve hatta belki de şu ana soruyu yanıtlayabilir: “Hayatın anlamı, Evren ve genel olarak” .

LHC'de halihazırda hangi keşifler yapıldı? En meşhur şey keşiftir Higgs bozonu(Ona ayrı bir makale ayıracağız). Üstelik bunlar açıktı 5 yeni parçacık, Rekor enerjilerdeki çarpışmalara ilişkin ilk veriler elde edildi, protonların ve antiprotonların asimetrisinin yokluğu gösterilmiştir, Olağandışı proton korelasyonları keşfedildi. Liste uzun süre devam eder. Ancak ev kadınlarını korkutan mikroskobik kara delikler tespit edilemedi.

Ve bu, çarpıştırıcının henüz maksimum gücüne hızlandırılmamış olmasına rağmen. Şu anda Büyük Hadron Çarpıştırıcısının maksimum enerjisi 13TeV(tera elektron-Volt). Ancak uygun hazırlıkların ardından protonların hızlandırılması planlanıyor. 14TeV. Karşılaştırma amacıyla, LHC'nin hızlandırıcı-öncülerinde elde edilen maksimum enerjiler şunu aşmadı: 1TeV. Illinois'deki Amerikan Tevatron hızlandırıcısı parçacıkları bu şekilde hızlandırabiliyor. Çarpıştırıcıda elde edilen enerji dünyadaki en yüksek enerjiden çok uzaktır. Böylece, Dünya'da tespit edilen kozmik ışınların enerjisi, çarpıştırıcıda hızlandırılan bir parçacığın enerjisini milyarlarca kat aşıyor! Yani Büyük Hadron Çarpıştırıcısının tehlikesi minimum düzeydedir. LHC kullanılarak tüm yanıtlar elde edildikten sonra insanlığın daha güçlü bir çarpıştırıcı daha inşa etmesi gerekecek gibi görünüyor.

Arkadaşlar, bilimi sevin ve o da sizi kesinlikle sevecektir! Ve bilime aşık olmanıza kolaylıkla yardımcı olabilirler. Yardım isteyin ve çalışmalarınızın size neşe getirmesine izin verin!

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'na ya "Kıyamet Makinesi" ya da Evrenin gizeminin anahtarı adı verilmiştir, ancak önemi şüphe götürmez.

Ünlü İngiliz düşünür Bertrand Russell'ın bir zamanlar dediği gibi: "Felsefe bildiğindir, felsefe ise bilmediğindir." Görünüşe göre gerçek bilimsel bilgi, Antik Yunan'ın felsefi araştırmalarında bulunabilen kökenlerinden uzun süredir ayrılmış durumda, ancak bu tamamen doğru değil.

Yirminci yüzyıl boyunca bilim adamları dünyanın yapısı sorusuna bilimde bir cevap bulmaya çalıştılar. Bu süreç hayatın anlamını aramaya benziyordu: çok sayıda teori, varsayım ve hatta çılgın fikirler. Bilim adamları 21. yüzyılın başında hangi sonuçlara vardılar?

Bütün dünya bunlardan oluşuyor temel parçacıklar her şeyin nihai biçimlerini, yani daha küçük öğelere bölünemeyenleri temsil eder. Bunlara protonlar, elektronlar, nötronlar vb. dahildir. Bu parçacıklar birbirleriyle sürekli etkileşim halindedir. Yüzyılımızın başında 4 temel tipte ifade ediliyordu: Yerçekimi, elektromanyetik, güçlü ve zayıf. Birincisi Genel Görelilik Teorisi ile tanımlanır, diğer üçü ise Standart Model (kuantum teorisi) çerçevesinde birleştirilir. Daha sonra Higgs alanı olarak adlandırılan başka bir etkileşimin olduğu da öne sürüldü.

Yavaş yavaş, tüm temel etkileşimleri “çerçevesinde birleştirme fikri” ortaya çıktı. her şeyin teorileri" Başlangıçta bir şaka olarak algılanan, ancak hızla güçlü bir bilimsel yöne dönüştü. Bu neden gerekli? Basit! Dünyanın nasıl çalıştığını anlamadan yapay bir yuvadaki karıncalar gibiyiz; yeteneklerimizin ötesine geçemeyeceğiz. İnsan bilgisi (iyi veya Hoşçakal Eğer iyimser biriyseniz dünyanın tüm yapısını kapsayamazsınız.

“Her şeyi kapsadığını” iddia eden en ünlü teorilerden biri sayılıyor sicim teorisi. Bu, tüm Evrenin ve yaşamlarımızın çok boyutlu olduğunu ima eder. Geliştirilen teorik kısım ve Brian Greene ve Stephen Hawking gibi ünlü fizikçilerin desteğine rağmen deneysel bir doğrulaması yoktur.

Onlarca yıl sonra bilim insanları tribünlerden yayın yapmaktan yoruldular ve i'leri sonsuza dek noktalayacak bir şey inşa etmeye karar verdiler. Bu amaçla dünyanın en büyük deneysel tesisi oluşturuldu - Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC).

"Çarpıştırıcıya!"

Çarpıştırıcı nedir? Bilimsel açıdan bu, etkileşimlerinin daha iyi anlaşılması için temel parçacıkları hızlandırmak üzere tasarlanmış yüklü bir parçacık hızlandırıcıdır. Bilimsel olmayan terimlerle ifade edersek, bilim adamlarının teorilerini doğrulamak için mücadele ettiği geniş bir arenadır (veya isterseniz sanal alan).

Temel parçacıkları çarpıştırıp ne olacağını görme fikri ilk olarak 1956 yılında Amerikalı fizikçi Donald William Kerst'ten geldi. Bu sayede bilim adamlarının Evrenin sırlarına nüfuz edebileceklerini öne sürdü. Öyle görünüyor ki, termonükleer füzyondan milyon kat daha fazla toplam enerjiye sahip iki proton ışınını çarpışmanın nesi yanlış? Zamanlar uygundu: Soğuk Savaş, silahlanma yarışı ve hepsi.

LHC'nin yaratılış tarihi

Yüklü parçacıkların üretilmesi ve incelenmesi için bir hızlandırıcı oluşturma fikri 1920'lerin başında ortaya çıktı, ancak ilk prototipler ancak 1930'ların başında yaratıldı. Başlangıçta bunlar yüksek voltajlı doğrusal hızlandırıcılardı, yani yüklü parçacıklar düz bir çizgide hareket ediyordu. Halka versiyonu 1931'de ABD'de tanıtıldı ve ardından benzer cihazlar bir dizi gelişmiş ülkede (Büyük Britanya, İsviçre ve SSCB) ortaya çıkmaya başladı. İsmini aldılar siklotronlar ve daha sonra nükleer silah oluşturmak için aktif olarak kullanılmaya başlandı.

Parçacık hızlandırıcı inşa etmenin maliyetinin inanılmaz derecede yüksek olduğu unutulmamalıdır. Soğuk Savaş sırasında birincil bir rol oynamayan Avrupa, yaratılışını emanet etti Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü (Rusça'da genellikle CERN olarak okunur) Daha sonra LHC'nin yapımını üstlendi.

CERN, ABD ve SSCB'de genel bir imhaya yol açabilecek nükleer araştırmalara ilişkin küresel endişelerin ardından kuruldu. Bu nedenle bilim adamları güçlerini birleştirmeye ve onları barışçıl bir yöne yönlendirmeye karar verdiler. 1954 yılında CERN resmi olarak doğuşunu gerçekleştirdi.

1983 yılında CERN'in himayesinde W ve Z bozonları keşfedildi ve ardından Higgs bozonlarının keşfi sorunu yalnızca an meselesi haline geldi. Aynı yıl, keşfedilen bozonların araştırılmasında birincil rol oynayan Büyük Elektron-Pozitron Çarpıştırıcısının (LEPC) yapımına yönelik çalışmalar başladı. Ancak o zaman bile, oluşturulan cihazın gücünün kısa sürede yetersiz olacağı ortaya çıktı. Ve 1984 yılında, BEPK'nin sökülmesinden hemen sonra LHC'nin inşa edilmesine karar verildi. 2000 yılında olan da budur.

2001 yılında başlayan LHC'nin inşaatı, Cenevre Gölü vadisindeki eski BEPK sahasında gerçekleşmesiyle kolaylaştırıldı. Finansman sorunlarıyla bağlantılı olarak (1995'te maliyetin 2,6 milyar İsviçre frangı olduğu tahmin ediliyordu, 2001'de 4,6 milyarı aştı, 2009'da 6 milyar dolara ulaştı).

Şu anda LHC, çevresi 26,7 km olan bir tünelde bulunuyor ve iki Avrupa ülkesinin (Fransa ve İsviçre) topraklarından geçiyor. Tünelin derinliği 50 ila 175 metre arasında değişiyor. Hızlandırıcıdaki protonların çarpışma enerjisinin, BEPK kullanılarak elde edilen sonuçlardan 20 kat daha fazla olan 14 teraelektronvolta ulaştığı da belirtilmelidir.

"Merak bir ahlaksızlık değildir ama çok iğrenç bir şeydir."

CERN çarpıştırıcısının 27 kilometrelik tüneli Cenevre yakınlarında yerin 100 metre altında bulunuyor. Burada devasa süper iletken elektromıknatıslar olacak. Sağda nakliye arabaları var. Juhanson / wikipedia.org (CC BY-SA 3.0)

İnsan yapımı bu “Kıyamet Makinesi”ne neden ihtiyaç duyuldu? Bilim insanları dünyayı Büyük Patlama'nın hemen sonrasında, yani maddenin oluşma anında olduğu haliyle görmeyi bekliyorlar.

Hedefler LHC'nin inşası sırasında bilim adamlarının kendileri için belirledikleri:

1. “Her şeyin teorisini” daha da geliştirmek amacıyla Standart Modelin doğrulanması veya reddedilmesi.
2. Beşinci temel kuvvetin bir parçacığı olarak Higgs bozonunun varlığının kanıtı. Teorik araştırmalara göre elektriksel ve zayıf etkileşimleri etkileyerek simetrilerini bozmalıdır.
3. Kendilerini oluşturan protonlardan 20 bin kat daha küçük olan temel parçacık olan kuarkların incelenmesi.
4. Evrenin çoğunu oluşturan karanlık maddenin elde edilmesi ve incelenmesi.

Bunlar, bilim adamlarının LHC'ye belirlediği tek hedeflerden çok uzaktır, ancak geri kalanı daha ilgili veya tamamen teoriktir.

Neyi başardın?

Kuşkusuz en büyük ve en önemli başarı, varlığının resmi olarak doğrulanmasıydı. Higgs bozonu. Bilim adamlarına göre tüm temel parçacıkların kütle kazanımını etkileyen beşinci etkileşimin (Higgs alanı) keşfi. Higgs alanının diğer alanlara etkisi sırasında simetri bozulduğunda W ve Z bozonlarının kütlesel hale geldiğine inanılıyor. Higgs bozonunun keşfi o kadar önemlidir ki, bazı bilim adamları onlara "tanrı parçacıkları" adını vermişlerdir.

Kuarklar birleşerek parçacıklara (protonlar, nötronlar ve diğerleri) dönüşür. hadronlar. LHC'de hızlanan ve çarpışanlar onlardır, dolayısıyla adı da buradan gelmektedir. Çarpıştırıcının çalışması sırasında kuarkı hadrondan ayırmanın imkansız olduğu kanıtlandı. Bunu yapmayı denerseniz, örneğin bir protondan başka türde bir temel parçacığı koparırsınız. meson. Bunun hadronlardan yalnızca biri olmasına ve yeni bir şey içermemesine rağmen, kuarkların etkileşimi üzerine daha fazla çalışma küçük adımlarla yapılmalıdır. Evrenin işleyişinin temel yasalarını araştırırken acele etmek tehlikelidir.

LHC'nin kullanımı sırasında kuarkların kendisi keşfedilmemiş olsa da, varlıkları bir noktaya kadar matematiksel bir soyutlama olarak algılanıyordu. Bu tür ilk parçacıklar 1968'de bulundu, ancak yalnızca 1995'te "gerçek kuarkın" varlığı resmi olarak kanıtlandı. Deney sonuçları, bunları yeniden üretme yeteneği ile doğrulanır. Dolayısıyla LHC'nin benzer bir sonuca ulaşması bir tekrar olarak değil, onların varlığının sağlam bir kanıtı olarak algılanıyor! Her ne kadar kuarkların gerçekliği ile ilgili sorun hiçbir yerde ortadan kalkmamış olsa da, onlar sadece seçilemiyor hadronlardan.

Planların neler?

Bir "her şeyin teorisi" yaratmanın asıl görevi çözülmedi, ancak bunun tezahürü için olası seçeneklere ilişkin teorik çalışmalar devam ediyor. Şimdiye kadar, Genel Görelilik Teorisi ile Standart Model'i birleştirmenin sorunlarından biri, eylemlerinin farklı kapsamı olmaya devam ediyor ve bu nedenle ikincisi, birincinin özelliklerini hesaba katmıyor. Bu nedenle Standart Modelin ötesine geçerek uç noktaya ulaşmak önemlidir. Yeni fizik.

Süpersimetri – Bilim adamları, bozonik ve fermiyonik kuantum alanlarını birbirlerine dönüşebilecek kadar birbirine bağladığına inanıyor. Kuantum alanlarının simetrik haritalanmasının dayandığı bir teori olduğundan, Standart Modelin ötesine geçen tam da bu tür bir dönüşümdür. gravitonlar. Buna göre bunlar yerçekiminin temel bir parçacığı olabilirler.

Madala bozonu– Madala bozonunun varlığına ilişkin hipotez, başka bir alanın var olduğunu varsaymaktadır. Ancak Higgs bozonu bilinen parçacıklar ve maddeyle etkileşime girerse, Madala bozonu da bilinen parçacıklarla ve maddeyle etkileşime girer. karanlık madde. Evrenin büyük bir kısmını kaplamasına rağmen varlığı Standart Modelde yer almamaktadır.

Mikroskobik kara delik - LHC'nin araştırmalarından biri kara delik yaratmaktır. Evet, evet, tam olarak uzaydaki o siyah, her şeyi tüketen bölge. Neyse ki bu yönde kayda değer bir başarı sağlanamadı.

Bugün Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, dünyanın yapısını daha iyi anlamamıza yardımcı olacak teorilerin oluşturulduğu ve deneysel olarak doğrulandığı çalışmalara dayanan çok amaçlı bir araştırma merkezidir. Stephen Hawking de dahil olmak üzere, devam eden ve tehlikeli olarak nitelendirilen bir dizi çalışma etrafında sıklıkla eleştiri dalgaları oluyor, ancak oyun kesinlikle muma değer. Ne haritası, ne pusulası, ne de etrafımızdaki dünyaya dair temel bilgisi olmayan bir kaptanla Evren denen kara okyanusta yelken açamayız.

Bir hata bulursanız lütfen metnin bir kısmını vurgulayın ve tıklayın. Ctrl+Enter.

Dünyanın en güçlü çarpışan parçacık hızlandırıcısı

Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) tarafından İsviçre ve Fransa sınırında 50-175 metre derinlikte 27 kilometre uzunluğunda bir yer altı tünelinde inşa edilen dünyanın en güçlü çarpışan ışın yüklü parçacık hızlandırıcısı. LHC 2008 sonbaharında fırlatıldı, ancak bir kaza nedeniyle deneyler ancak Kasım 2009'da başladı ve tasarım kapasitesine Mart 2010'da ulaştı. Çarpıştırıcının fırlatılması sadece fizikçilerin değil sıradan insanların da dikkatini çekti; medyada çarpıştırıcıdaki deneylerin dünyanın sonuna yol açabileceği yönündeki endişeler dile getirildi. Temmuz 2012'de LHC, Higgs bozonu olma ihtimali yüksek olan bir parçacığın keşfedildiğini duyurdu; bu parçacığın varlığı, maddenin yapısına ilişkin Standart Model'in doğruluğunu doğruladı.

Arka plan

Parçacık hızlandırıcıları bilimde ilk olarak 20. yüzyılın 20'li yıllarının sonlarında maddenin özelliklerini incelemek için kullanılmaya başlandı. İlk halka hızlandırıcı olan siklotron, 1931 yılında Amerikalı fizikçi Ernest Lawrence tarafından yaratıldı. 1932'de İngiliz John Cockcroft ve İrlandalı Ernest Walton, bir voltaj çarpanı ve dünyanın ilk proton hızlandırıcısını kullanarak ilk kez bir atomun çekirdeğini yapay olarak bölmeyi başardılar: helyum, lityumun protonlarla bombardıman edilmesiyle elde edildi. Parçacık hızlandırıcıları, (çoğu durumda ışık hızına yaklaşan hızlara) hızlandırmak ve yüklü parçacıkları (elektronlar, protonlar veya daha ağır iyonlar gibi) belirli bir yörüngede tutmak için kullanılan elektrik alanlarını kullanarak çalışır. Hızlandırıcıların en basit günlük örneği, katot ışın tüpüne sahip televizyonlardır, , , , .

Hızlandırıcılar, süper ağır elementlerin üretimi de dahil olmak üzere çeşitli deneyler için kullanılır. Temel parçacıkları incelemek için çarpıştırıcılar (çarpışmadan - “çarpışma”) da kullanılır - çarpışmalarının ürünlerini incelemek için tasarlanmış, çarpışan kirişler üzerindeki yüklü parçacıkların hızlandırıcıları. Bilim insanları ışınlara yüksek kinetik enerjiler veriyor. Çarpışmalar yeni, önceden bilinmeyen parçacıklar üretebilir. Görünümlerini tespit etmek için özel dedektörler tasarlanmıştır. 1990'ların başında en güçlü çarpıştırıcılar ABD ve İsviçre'de faaliyet gösteriyordu. 1987'de ABD'de Chicago yakınlarında Tevatron çarpıştırıcısı maksimum 980 gigaelektronvolt (GeV) ışın enerjisiyle fırlatıldı. 6,3 kilometre uzunluğunda bir yeraltı halkasıdır. 1989 yılında Büyük Elektron-Pozitron Çarpıştırıcısı (LEP), Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nin (CERN) himayesinde İsviçre'de devreye alındı. Bunun için 2000 yılında Cenevre Gölü vadisinde 50-175 metre derinlikte 26,7 kilometre uzunluğunda dairesel bir tünel inşa edildi ve 209 GeV ışın enerjisi elde etmek mümkün oldu.

1980'lerde SSCB'de, Protvino'daki Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü'nde (IHEP) süper iletken bir proton-proton çarpıştırıcısı olan Hızlandırıcı-Depolama Kompleksi (UNC) projesi oluşturuldu. Birçok açıdan LEP ve Tevatron'dan üstün olacak ve temel parçacık ışınlarını 3 teraelektronvolt (TeV) enerjiyle hızlandırabilecek kapasitede olmalıdır. 21 kilometre uzunluğundaki ana halkası 1994 yılında yeraltına inşa edildi, ancak fon yetersizliği nedeniyle proje 1998'de donduruldu, Protvino'da inşa edilen tünel rafa kaldırıldı (yalnızca hızlandırma kompleksinin unsurları tamamlandı) ve şef projenin mühendisi Gennady Durov, çalışmak üzere ABD'ye gitti , , , , , , . Bazı Rus bilim adamlarına göre, eğer UNK tamamlanıp devreye alınsaydı, daha güçlü çarpıştırıcıların yaratılmasına gerek kalmayacaktı: Dünya düzeninin fiziksel temellerine ilişkin yeni veriler elde etmek için, bunun yapılması önerildi. hızlandırıcılarda 1 TeV enerji eşiğini aşmaya yetecek kadardır. Moskova Devlet Üniversitesi Nükleer Fizik Araştırma Enstitüsü Müdür Yardımcısı ve Rus enstitülerinin Büyük Hadron Çarpıştırıcısını yaratma projesine katılımının koordinatörü Viktor Savrin, UNK'yi hatırlatarak şunları söyledi: “Peki, üç teraelektronvolt veya yedi Ve sonra. üç teraelektronvolt daha sonra beşe çıkarılabilir.” Bununla birlikte, Amerika Birleşik Devletleri 1993 yılında kendi Süper İletken Süper Çarpıştırıcısının (SSC) inşasından da mali nedenlerden dolayı vazgeçti.

Farklı ülkelerden fizikçiler, kendi çarpıştırıcılarını inşa etmek yerine, 1980'lerde ortaya çıkan yaratma fikri olan uluslararası bir proje çerçevesinde birleşmeye karar verdiler. İsviçre LEP'deki deneylerin sona ermesinden sonra, ekipmanı söküldü ve onun yerine, çarpışan kirişler üzerindeki yüklü parçacıkların dünyanın en güçlü halka hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısının (LHC, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, LHC) yapımına başlandı. üzerinde 14 TeV'ye kadar enerjilerle çarpışan proton ışınlarının ve 1150 TeV'ye kadar çarpışma enerjilerine sahip kurşun iyonlarının bulunduğu ışınlar, , , , , .

Deneyin hedefleri

LHC'yi inşa etmenin temel amacı, fizikte temel parçacıkları ve dört temel etkileşimden üçünü (güçlü, zayıf ve elektromanyetik, yerçekimi kuvvetleri hariç) tanımlayan teorik bir yapı olan Standart Modeli açıklığa kavuşturmak veya çürütmekti. Standart Model'in oluşumu 1960'lı ve 1970'li yıllarda tamamlandı ve o tarihten bu yana yapılan tüm keşifler, bilim adamlarına göre bu teorinin doğal uzantıları ile tanımlandı. Aynı zamanda Standart Model, temel parçacıkların nasıl etkileşime girdiğini açıkladı, ancak neden tam olarak bu şekilde olduğu ve başka türlü olmadığı sorusuna cevap vermedi.

Bilim adamları, LHC'nin Higgs bozonunun keşfini başaramaması durumunda (basında buna bazen "Tanrı'nın parçacığı" deniyordu), Standart Modelin tamamının sorgulanacağını ve bunun da tam bir analiz gerektireceğini belirtti. Temel parçacıklar hakkındaki mevcut fikirlerin gözden geçirilmesi, , , , . Aynı zamanda, Standart Model onaylanırsa, fiziğin bazı alanları daha fazla deneysel doğrulama gerektiriyordu: özellikle, yerçekiminden sorumlu varsayımsal parçacıklar olan "gravitonların" varlığını kanıtlamak gerekiyordu.

Teknik özellikler

LHC, LEP için inşa edilmiş bir tünelin içinde yer almaktadır. Çoğu Fransız toprakları altındadır. Tünel, neredeyse tüm uzunlukları boyunca paralel uzanan ve hadronların (kuarklardan oluşan parçacıklar) çarpışmalarının gerçekleşeceği dedektörlerin konumlarında kesişen iki boru içerir (çarpışmalar için kurşun iyonları ve protonlar kullanılacaktır). Protonlar LHC'nin kendisinde değil, yardımcı hızlandırıcılarda hızlanmaya başlar. Proton ışınları LINAC2 doğrusal hızlandırıcısında, ardından PS hızlandırıcısında "başlar", ardından süper proton senkrotronun (SPS) 6,9 kilometre uzunluğundaki halkasına girerler ve ardından LHC tüplerinden birinde son bulurlar. 20 dakika daha 7 TeV'ye kadar enerji verilecek. Kurşun iyonlarıyla deneyler LINAC3 doğrusal hızlandırıcıda başlayacak. Kirişler, çoğu 27 tona kadar ağırlığa sahip 1.600 süper iletken mıknatıs tarafından yollarında tutuluyor. Bu mıknatıslar sıvı helyum ile ultra düşük bir sıcaklığa soğutulur: Mutlak sıfırın 1,9 derece üzerinde, uzaydan daha soğuk.

Işık hızının yüzde 99,9999991'i kadar bir hızla, çarpıştırıcı halkasının etrafında saniyede 11 binden fazla daire çizen protonlar, LHC'nin en karmaşık sistemleri olan dört dedektörden birinde çarpışacak. ATLAS dedektörü, bilim adamlarının Standart Model dışında “yeni fizik” arayışlarında ipucu sağlayabilecek yeni bilinmeyen parçacıkları aramak üzere tasarlandı. CMS dedektörü Higgs bozonunu üretmek ve karanlık maddeyi incelemek için tasarlandı. ALICE dedektörü, Büyük Patlama'dan sonraki maddeyi incelemek ve kuark-gluon plazmasını aramak için tasarlandı; LHCb dedektörü ise maddenin antimadde üzerindeki yaygınlığının nedenini araştıracak ve b-kuarkların fiziğini keşfedecek. Gelecekte üç dedektörün daha devreye alınması planlanıyor: TOTEM, LHCf ve MoEDAL.

LHC'deki deneylerin sonuçlarını işlemek için, dünya çapındaki 11 bilgi işlem merkezine saniyede 10 gigabit'e kadar bilgi iletebilen, özel bir dağıtılmış bilgisayar ağı GRID kullanılacak. Dedektörlerden her yıl 15 petabayttan (15 bin terabayt) fazla bilgi okunacak: Dört deneyin toplam veri akışı saniyede 700 megabayta ulaşabilecek, , , , . Eylül 2008'de bilgisayar korsanları CERN web sayfasını hacklemeyi başardılar ve onlara göre çarpıştırıcının kontrollerine erişim sağladılar. Ancak CERN çalışanları LHC kontrol sisteminin internetten izole edildiğini açıkladı. Ekim 2009'da LHC'de LHCb deneyi üzerinde çalışan bilim adamlarından biri olan Adlen Ishor, teröristlerle işbirliği şüphesiyle tutuklandı. Ancak CERN yönetiminin bildirdiği gibi Ishor'un çarpıştırıcının yeraltı tesislerine erişimi yoktu ve teröristlerin ilgisini çekebilecek hiçbir şey yapmamıştı. Mayıs 2012'de Ishor beş yıl hapis cezasına çarptırıldı.

Maliyet ve inşaat tarihi

1995 yılında, LHC'yi inşa etme maliyetinin, deney yapma maliyeti hariç, 2,6 milyar İsviçre Frangı olduğu tahmin ediliyordu. Deneylerin 10 yıl sonra yani 2005 yılında başlaması planlanıyordu. 2001 yılında CERN'in bütçesi kesildi ve inşaat maliyetlerine 480 milyon frank eklendi (projenin o zamana kadarki toplam maliyeti yaklaşık 3 milyar franktı) ve bu da çarpıştırıcının fırlatılmasının 2007 yılına kadar ertelenmesine yol açtı. 2005 yılında LHC'nin inşaatı sırasında bir mühendis öldü: trajediye vinçten düşen bir yük neden oldu.

LHC'nin lansmanı yalnızca finansman sorunları nedeniyle ertelenmedi. 2007 yılında, Fermilab'ın süper iletken mıknatıs parçaları tedariğinin tasarım gereksinimlerini karşılamadığı ve çarpıştırıcının fırlatılmasının bir yıl gecikmesine neden olduğu keşfedildi.

10 Eylül 2008'de LHC'de ilk proton ışını fırlatıldı. Birkaç ay içinde çarpıştırıcıda ilk çarpışmaların yapılması planlandı, ancak 19 Eylül'de LHC'deki iki süper iletken mıknatısın hatalı bağlantısı nedeniyle bir kaza meydana geldi: mıknatıslar devre dışı bırakıldı, 6 tondan fazla Tünele sıvı helyum döküldü ve hızlandırıcı borularındaki vakum bozuldu. Çarpıştırıcının onarım için kapatılması gerekiyordu. Kazaya rağmen 21 Eylül 2008'de LHC'nin işletmeye alınması için bir tören düzenlendi. Başlangıçta deneyler Aralık 2008'de yeniden başlatılacaktı, ancak daha sonra yeniden başlatma tarihi Eylül'e, ardından da Kasım 2009'un ortasına ertelendi ve ilk çarpışmaların yalnızca 2010'da gerçekleşmesi planlandı. Kazadan sonra LHC halkasının bir kısmı boyunca kurşun iyon ve proton ışınlarının ilk test lansmanları 23 Ekim 2009'da gerçekleştirildi. 23 Kasım'da ATLAS dedektöründe ilk ışın çarpışmaları yapıldı ve 31 Mart 2010'da çarpıştırıcı tam güçle çalıştı: O gün 7 TeV'lik rekor enerjide proton ışınlarının çarpışması kaydedildi. Nisan 2012'de, proton çarpışmalarında daha da yüksek bir enerji kaydedildi - 8 TeV.

2009 yılında LHC'nin maliyetinin 3,2 ila 6,4 milyar avro arasında olduğu tahmin ediliyordu ve bu da onu insanlık tarihindeki en pahalı bilimsel deney haline getiriyordu.

Uluslararası işbirliği

LHC ölçeğinde bir projenin tek başına tek bir ülke tarafından oluşturulamayacağı kaydedildi. Sadece 20 CERN üye devletinin çabalarıyla yaratılmadı: geliştirilmesinde dünya çapında yüzden fazla ülkeden 10 binden fazla bilim insanı yer aldı. LHC projesi 2009'dan bu yana CERN Genel Müdürü Rolf-Dieter Heuer tarafından yürütülüyor. Rusya ayrıca CERN'in gözlemci üyesi olarak LHC'nin oluşturulmasında da yer alıyor: 2008'de Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda IHEP çalışanları da dahil olmak üzere yaklaşık 700 Rus bilim adamı çalıştı.

Bu arada, Avrupa ülkelerinden birinden bilim adamları, LHC'deki deneylere katılma fırsatını neredeyse kaybediyorlardı. Mayıs 2009'da Avusturya Bilim Bakanı Johannes Hahn, CERN üyeliğinin ve LHC programına katılımın çok maliyetli olduğunu ve Avusturya'daki bilime ve üniversitelere somut bir getiri sağlamadığını açıklayarak ülkenin 2010 yılında CERN'den çekildiğini duyurdu. Konuşma, CERN'in bütçesinin yüzde 2,2'sini ve Avusturya hükümetinin uluslararası araştırma kuruluşlarına katılım için tahsis ettiği fonların yaklaşık yüzde 70'ini temsil eden yaklaşık 20 milyon avroluk olası yıllık tasarruf hakkındaydı. Avusturya, çekilme konusundaki nihai kararını 2009 sonbaharında vereceğine söz verdi. Ancak daha sonra Avusturya Şansölyesi Werner Faymann ülkesinin projeden ve CERN'den ayrılmayacağını söyledi.

Tehlike söylentileri

Basında LHC'nin fırlatılmasının dünyanın sonunu getirebileceği için insanlık için tehlike oluşturduğuna dair söylentiler dolaşıyordu. Bunun nedeni, bilim adamlarının, çarpıştırıcıdaki çarpışmalar sonucunda mikroskobik kara deliklerin oluşabileceği yönündeki açıklamalarıydı: tüm Dünya'nın kendilerine "emilebileceği" ve bu nedenle LHC'nin gerçek bir "Pandora'nın kutusu" olduğu yönünde görüşler hemen ortaya çıktı , , , , . Higgs bozonunun keşfinin Evrende kontrolsüz kütle büyümesine yol açacağı ve "karanlık madde" arayışına yönelik deneylerin "gariplerin" ortaya çıkmasına yol açabileceği yönünde görüşler de vardı (terimin Rusçaya çevirisi gökbilimciye aittir) Sergei Popov) - sıradan maddeyle temas ettiğinde onu bir "şeride" dönüştürebilen "garip madde" ". Kurt Vonnegut'un kurgusal malzemesi Buz Dokuzunun gezegendeki yaşamı yok ettiği Kedi Beşiği romanıyla bir karşılaştırma yapıldı. Bazı yayınlar, bireysel bilim adamlarının görüşlerine yer vererek, LHC'deki deneylerin zamanla "solucan deliklerinin" ortaya çıkmasına yol açabileceğini, bu sayede parçacıkların ve hatta canlıların gelecekten dünyamıza aktarılabileceğini belirtti. Ancak bilim adamlarının sözlerinin gazeteciler tarafından çarpıtıldığı ve yanlış yorumlandığı ortaya çıktı: Başlangıçta "yalnızca bireysel temel parçacıkların geçmişe yolculuk yapabileceği mikroskobik zaman makinelerinden" bahsediyorlardı.

Bilim adamları bu tür olayların olasılığının ihmal edilebilir olduğunu defalarca dile getirdiler. Hatta LHC'deki deneylerin yol açabileceği felaketlerin olasılığı hakkında bir analiz yürüten ve bir rapor yayınlayan özel bir LHC Güvenlik Değerlendirme Grubu bile oluşturuldu. Bilim adamlarının bildirdiği gibi, LHC'deki protonların çarpışması, kozmik ışınların astronotların uzay kıyafetleriyle çarpışmasından daha tehlikeli olmayacaktır: bazen LHC'de elde edilebilecek olandan daha fazla enerjiye sahip olabilirler. Varsayımsal kara deliklere gelince, bunlar çarpıştırıcının duvarlarına bile ulaşmadan "çözülecekler" , , , , , .

Ancak olası felaketlerle ilgili söylentiler kamuoyunu hâlâ tedirgin ediyordu. Çarpıştırıcının yaratıcılarına dava bile açıldı: En ünlü davalar Amerikalı avukat ve doktor Walter Wagner ile Alman kimya profesörü Otto Rossler'e aitti. CERN'i, yaptığı deneyle insanlığı tehlikeye atmak ve İnsan Hakları Sözleşmesi ile güvence altına alınan "yaşam hakkını" ihlal etmekle suçladılar ancak iddialar reddedildi, , , , . Basın, Hindistan'da LHC'nin fırlatılmasının ardından dünyanın sonunun yaklaştığı yönündeki söylentiler nedeniyle 16 yaşındaki bir kızın intihar ettiğini bildirdi.

Rus blog dünyasında, "daha çok bir çarpıştırıcı gibi olurdu" memi ortaya çıktı ve bu, "daha çok dünyanın sonu gibi olurdu, artık bu rezalete bakmak imkansız" şeklinde tercüme edilebilir. "Fizikçilerin bir araya gelip her 14 milyar yılda bir çarpıştırıcıyı fırlatma geleneği vardır" şakası çok popülerdi.

Bilimsel sonuçlar

LHC'deki deneylerden elde edilen ilk veriler Aralık 2009'da yayınlandı. 13 Aralık 2011'de CERN uzmanları, LHC'de yapılan araştırmalar sonucunda Higgs bozonunun olası kütlesinin sınırlarını 115,5-127 GeV'ye kadar daraltabildiklerini ve istenilen parçacığın varlığına dair işaretleri keşfedebildiklerini duyurdular. yaklaşık 126 GeV'lik bir kütle. Aynı ay, LHC'deki deneyler sırasında ilk kez Higgs bozonu olmayan ve χb (3P) olarak adlandırılan yeni bir parçacığın keşfedildiği duyuruldu.

4 Temmuz 2012'de CERN yönetimi, bilim adamlarına göre büyük olasılıkla Higgs bozonu olan yaklaşık 126 GeV kütle bölgesinde yüzde 99,99995 olasılıkla yeni bir parçacığın keşfini resmen duyurdu. LHC'de çalışan iki bilimsel işbirliğinden birinin lideri Joe Incandela, bu sonucu "bu bilim alanında son 30-40 yıldaki en büyük gözlemlerden biri" olarak nitelendirdi ve Peter Higgs de parçacığın keşfini bizzat ilan etti. “Fizikte bir dönemin sonu.”

Gelecek projeleri

2013 yılında CERN, daha güçlü dedektörler kurarak ve çarpıştırıcının genel gücünü artırarak LHC'yi yükseltmeyi planlıyor. Modernizasyon projesine Süper Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (SLHC) adı veriliyor. Ayrıca bir Uluslararası Doğrusal Çarpıştırıcı (ILC) inşa etme planları da var. Borusu onlarca kilometre uzunluğunda olacak ve tasarımının pahalı süper iletken mıknatısların kullanımını gerektirmemesi nedeniyle LHC'den daha ucuz olması gerekiyor. ILC muhtemelen Dubna'da inşa edilecek.

Ayrıca ABD ve Japonya'dan bazı CERN uzmanları ve bilim adamları, LHC'nin tamamlanmasının ardından yeni bir Çok Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (VLHC) üzerinde çalışmaya başlamayı önerdiler.

Kullanılan malzemeler

Chris Wickham, Robert Evans. "Bu bir bozon:"Higgs'in arayışı yeni parçacık taşıyor. - Reuters, 05.07.2012

Lucy Christie, Marie Noelle Blessig. Fizik: "Dieu parçacığı"nın dekorasyonu? - Agence France-Presse, 04.07.2012

Dennis'e veda. Fizikçiler Evrenin Anahtarı Olarak Görülen Bulunması Zor Parçacık Buldu - New York Times, 04.07.2012

Adlene Hicheur hapishaneyi lanetledi, tek bir sürpriz yapmayın. - L"Ekspres, 04.05.2012

Parçacık çarpıştırıcısı evreni keşfetme arayışını hızlandırıyor. - Agence France-Presse, 06.04.2012

Jonathan Amos. LHC, ilk yeni parçacığının keşfedildiğini bildirdi. - BBC haberleri, 22.12.2011

Leonid Popov. İlk yeni parçacık LHC'de yakalandı. - zar, 22.12.2011

Stephen Shankland. CERN fizikçileri Higgs bozonunun ipucunu buldu. - CNET, 13.12.2011

Paul Rincon. LHC: Higgs bozonu "bir an için görünmüş olabilir". - BBC haberleri, 13.12.2011

Evet yaptık! - CERN Bülteni, 31.03.2010

Richard Webb. Fizikçiler LHC'nin ilk sonuçlarını yayınlamak için yarışıyor. - Yeni Bilim Adamı, 21.12.2009

Basın bülteni. Dönen iki ışın LHC'de ilk çarpışmaları sağlar. - CERN (cern.ch), 23.11.2009

Parçacıklar LHC'ye geri döndü! - CERN (cern.ch), 26.10.2009

LHC'deki ilk kurşun iyonları. - LHC Enjeksiyon Testleri (lhc-injection-test.web.cern.ch), 26.10.2009

Charles Bremner, Adam Sage. Hadron Çarpıştırıcısı fizikçisi Adlene Hicheur terörizmle suçlandı. - Kere, 13.10.2009

Dennis'e veda. Resmi Terörizm Soruşturmasında Fransız Araştırmacı Bilim Adamı. - New York Times, 13.10.2009

Süper İletken Süper Çarpıştırıcıdan geriye ne kaldı? Bugün Fizik, 06.10.2009

LHC, 2009-2010'un başlarında 3,5 TeV'de çalışacak, daha sonra yükselecek. - CERN (cern.ch), 06.08.2009

LHC Deneyler Komitesi. - CERN (cern.ch), 30.06.2009