Bir hadron çarpıştırıcısı yapın. Gezegendeki en büyük hadron çarpıştırıcısı modernizasyon nedeniyle kapatıldı

Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'ndeki (CERN) bilim adamlarının, sözde "ilahi parçacık" olan Higgs bozonunun varlığına dair işaretler keşfettiğini muhtemelen zaten biliyorsunuzdur. Nasıl gittiğini görelim.

4 Temmuz 2012'de İsviçre'deki Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi CERN'den bilim adamları Higgs bozonunu keşfettiler: "tanrı parçacığı" adı verilen atom altı parçacık. “İlahi” parçacığın arayışı neredeyse 50 yıldır sürüyor. Higgs bozonu, ana hızlandırıcı halkaları 27 kilometrelik yer altı tünelinde bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki deneyler sırasında keşfedildi.



Higgs bozonu en önemli unsur Standart modelfiziksel teori herkesin etkileşimini açıklayan temel parçacıklar: Kütle gibi bir olgunun varlığını açıklıyor.

Higgs bozonunu keşfeden, değeri 6 milyar doları bulan fantastik makineye gelin daha yakından bakalım. Atom altı parçacıkların dünyasına hoş geldiniz!

Fotoğrafta: İngiliz teorik fizikçi, üye Kraliyet Cemiyeti Edinburg Peter W. Higgs. 60'lı yıllarda tüm temel parçacıkların kütlesinden sorumlu olan Higgs bozonunun varlığını öngören oydu.

Peter konuşmalarında, bozonun keşfedilmemesi durumunda kendisinin ve diğer birçok fizikçinin temel parçacıkların nasıl etkileşime girdiğini artık anlamadığı anlamına geleceğini belirtti. Higgs parçacığı o kadar önemli ki Amerikalı fizikçi, Nobel ödüllü Leon Lederman buna "Tanrı parçacığı" adını verdi.

Daha önce de belirtildiği gibi, Higgs bozonu Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki deneyler sırasında keşfedildi. Bir araştırma tesisinde inşa edildi Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) Cenevre yakınlarında, İsviçre ve Fransa sınırında. (Fotoğraf: Anja Niedringhaus | AP):

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı dünyanın en büyük deney tesisi. Bu, protonları ve ağır iyonları hızlandırmak için tasarlanmış dev bir yüklü parçacık hızlandırıcıdır. Nasıl oluşturulduğunu görelim. Fotoğrafta: 2000 yılında Fransa ve İsviçre'de çevresi yaklaşık 27 km olan bir yer altı tüneli döşeniyor. Tünelin derinliği 50 ila 175 metre arasındadır. (Fotoğraf: Laurent Guiraud | © 2012 CERN):

İnşaat ve araştırmalara Rusya dahil 100'den fazla ülkeden 10.000'den fazla bilim adamı ve mühendis katıldı ve katılıyor. Fotoğrafta: uç yüz hadron kalorimetresinin kurulumu devam ediyor. ATLAS dedektörü Tam olarak Higgs bozonunu ve özellikle “standart dışı fiziği” araştırmayı amaçlayan karanlık madde. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı toplamda 4 ana ve 3 yardımcı dedektörü çalıştırıyor. 12 Ağustos 2003. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

Çarpıştırıcıya büyüklüğü nedeniyle büyük adı verilmiştir: Ana hızlandırıcı halkasının uzunluğu 26.659 metredir. etrafta dolaşmak 27 kilometrelik yer altı tüneli, ulaşım açısından en iyisi, halka hızlandırıcıyı barındıracak şekilde tasarlandı, 24 Ekim 2005. (Fotoğraf: Laurent Guiraud | © 2012 CERN):

Elektromanyetik kalorimetre- parçacıkların enerjisini ölçen bir cihaz. Monte edildiğinde yüksekliği 6 metreyi, genişliği ise 7 metreyi aşan bir duvardır. 3.300 bloktan oluşuyor. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

Büyük Hadron Çarpıştırıcısını inşa etme fikri 1984 yılında doğdu ve on yıl sonra resmi olarak onaylandı. İnşaatı 2001 yılında başladı. Fotoğrafta: Cenevre Uluslararası Havalimanı'nın hemen altındaki bir yeraltı tünelinde bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın halka hızlandırıcısı, 31 Mayıs 2007. (Fotoğraf: Keystone, Martial Trezzini | AP):

Çarpıştırıcıya hadron çarpıştırıcısı deniyor çünkü hadronları, yani kuarklardan oluşan ağır parçacıkları hızlandırıyor. 19 Ekim 2006. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

ATLAS dedektörünün uç mıknatısının sahaya teslimi, 29 Mayıs 2007. (Fotoğraf: Claudia Marcelloni | © 2012 CERN):

Ana hedef Büyük Hadron Çarpıştırıcısının inşası, temel parçacıkları ve dört parçacıktan üçünü tanımlayan, oluşumu 1960-1970'lerde tamamlanan, fizikte teorik bir yapı olan Standart Modelin geliştirilmiş hali veya çürütülmesiydi. temel etkileşimler(yerçekimi hariç): güçlü, zayıf ve elektromanyetik. Ana görev Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, Higgs bozonunun varlığını deneysel olarak kanıtlamayı başardı. 4 Temmuz 2012'de keşfedildi.

Bu ALICE'ın bir parçası- altı kişiden biri deneysel tesisler Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda inşa edildi. 3.584 kurşun tungstat kristali. ALICE, ağır iyon çarpışmalarını incelemek için optimize edilmiştir. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

ALICE deney kurulumu, 2007. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

Çarpıştırıcı resmi olarak 10 Eylül 2008'de fırlatıldı. Büyük Hadron Çarpıştırıcısından gelen veriler dünya çapında 33 ülkede bulunan 140 veri merkezinde işleniyor. Her yıl 15 milyon gigabayt veriyi işlemek zorundayız! Fotoğrafta: Cenevre'deki veri merkezi, 3 Ekim 2008. (Fotoğraf: Valentin Flauraud | Reuters):

ATLAS dedektörü 11 Kasım 2005'teki toplantı sırasında. ATLAS dedektörünün genel boyutları şu şekildedir: uzunluk - 46 metre, çap - 25 metre, toplam ağırlık - yaklaşık 7.000 ton. Bu dedektör, yeni keşfedilen Higgs bozonu da dahil olmak üzere süper ağır temel parçacıkları aramak için tasarlanmış aynı adı taşıyan bir deneyi yürütmek için kullanılıyor. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

Kompakt müon solenoidi- Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde oluşturulan ve mikro dünyanın özelliklerini incelemek için tasarlanan iki büyük evrensel temel parçacık dedektöründen biri. Bulunduğu yer yeraltı mağarası etkileyici boyutlar: 53 metre uzunluk, 27 metre genişlik ve 24 metre yükseklik. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

İngiliz fizikçi Peter Higgs Bozona adı verilen. ATLAS dedektörünün yanında, Nisan 2008. (Fotoğraf: Claudia Marcelloni | © 2012 CERN):

Higgs bozonlarının gözlemleri yalnızca konuyu anlamamıza yardımcı olmakla kalmayacak, kütlenin kökeni, ama aynı zamanda karanlık maddenin gizeminin çözülmesine de yardımcı olacak. (Fotoğraf Michael Hoch | © 2012 CERN):

Büyük Hadron Çarpıştırıcısının Montajı, 16 Haziran 2008. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

27 kilometrelik yeraltı tünelinde paralel uzanan ve yalnızca dedektör konumlarında kesişen iki boru bulunuyor.

Fotoğrafta: doğrusal düşük enerjili parçacık hızlandırıcı Linac2 bir yeraltı tünelinde bulunur. Büyük Hadron Çarpıştırıcısının toplamda altı ana hızlandırıcısı var. (Fotoğraf: Keystone, Martial Trezzin | AP):

İç mekan ATLAS dedektörü 23 Ağustos 2006. Dedektör üretir büyük miktar bilgi - yaklaşık 1 PB = saniyede 1.024 TB "ham" veri! (Fotoğraf: Claudia Marcelloni | © 2012 CERN):

ATLAS deneyine Rusya dahil 35 ülkeden 165 laboratuvar ve üniversiteden yaklaşık 2.000 bilim insanı ve mühendis katıldı. (Fotoğraf: Claudia Marcelloni | © 2012 CERN):

Harika makine - Büyük Hadron Çarpıştırıcısı. Fotoğrafta: evrensel parçacık dedektörü - kompakt müon solenoidi. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

2009 yılında Büyük Hadron Çarpıştırıcısının maliyetinin 3,2 ila 6,4 milyar avro arasında olduğu tahmin ediliyordu. en pahalı bilimsel deney insanlık tarihinde.

Fotoğrafta: ATLAS dedektörünün son kalorimetrelerinden biri, 16 Şubat 2007. İnanılmaz derecede büyük ve karmaşık tasarım. (Fotoğraf: Claudia Marcelloni | © 2012 CERN):

Parçacık dedektörünün başka bir fotoğrafı - kompakt müon solenoidi, 2007 (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı hakkında birçok söylenti var. Mesela insanlık için büyük bir tehlike oluşturduğunu ve fırlatılmasının dünyanın sonunu getirmek. Bunun nedeni, bilim adamlarının çarpıştırıcıdaki parçacık çarpışmaları sonucunda mikroskobik kara deliklerin oluşabileceği yönündeki açıklamalarıydı: Bundan sonra, tüm Dünyamızın onlara "emilebileceği" yönünde görüşler ortaya çıktı.

Higgs bozonunun keşfinin Evren'de kontrolsüz kütle büyümesine neden olacağına dair endişeler de vardı. Hatta şöyle bir şaka bile vardı: "Fizikçilerin her 14 milyar yılda bir bir araya gelerek hadron çarpıştırıcısını fırlatma geleneği var." Söylentilerin nedeninin sıradan olduğu ortaya çıktı: Bilim adamlarının sözleri gazeteciler tarafından çarpıtıldı ve yanlış yorumlandı. (Fotoğraf Michael Hoch | © 2012 CERN):

Bir yer altı tüneline halka hızlandırıcının kurulumu, 1 Kasım 2007. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

ATLAS dedektörüne bir kalorimetre (parçacık enerjisini ölçen bir cihaz) yerleştirmek için mağaranın içinde çalışın, Ocak 2011. (Fotoğraf: Claudia Marcelloni | © 2012 CERN)

(Fotoğraf: Claudia Marcelloni/© 2012 CERN):

Daha da fazlası. 2012 yılında işletmeye alınmasının ardından çarpıştırıcı uzun süreli onarımlar nedeniyle kapatılacak. Onarım çalışmalarının en az bir buçuk yıl sürmesi ve 2013 yılının tamamında sürmesi bekleniyor. ABD ve Japonya'dan bazı bilim adamları, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı üzerindeki çalışmalarını tamamladıktan sonra yeni bir Çok Büyük Hadron Çarpıştırıcısı üzerinde çalışmaya başlamayı teklif ediyor.

Fotoğrafta: kalorimetreyi çevreleyen sekiz boru mıknatıstır. Bu devasa yapının tamamı Büyük Hadron Çarpıştırıcısının parçacık dedektörlerinden birinin parçası. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN):

Bilim adamlarına göre, keşfedilen Higgs bozonu, Evrenin kökenine ışık tutabilir ve Büyük Patlama'dan sonraki ilk anlarda Evrenin nasıl olduğunu anlayabilir. (Fotoğraf CERN | AP):

Yaklaşık 6 milyar dolar değerindeki fantastik bir makine olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı hakkında bir hikayeydi. (Fotoğraf: Maximilien Brice | © 2012 CERN).

Natalia Demina, 60. yıl dönümü arifesinde Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'ni (CERN) ziyaret etti. Modernizasyondan sonra Büyük Hadron Çarpıştırıcısının yeni keşiflere hazır olacağından emin.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı tünelinde hiç bisiklete binmedim. Her ne kadar özel bir rafa asılan veya duvara yaslanan iki düzine bisiklet açıkça ilgilenenleri bekliyordu. Aniden bir siren çaldığında tam aşağıdaydık. Grubumuz hemen bizi yüzeye, 90 metre yüksekliğe çıkaran asansöre koştu. "Tünelde yangın çıkarsa her şey nefes alabileceğiniz özel köpükle dolacak.", - eşlik eden neşeli kişi bize güven verdi Afro-İsviçreli Abdillah Abal. "İçinde nefes almayı denedin mi?"- Diye sordum. "HAYIR!"- cevap verdi ve herkes güldü.

Deneyin yapılacağı binaya ALICE, birkaç dakika sonra itfaiye geldi. Alarmın nedeninin araştırılması yaklaşık bir saat sürdü; tüneldeki oksijen seviye sensörünün devreye girdiği ortaya çıktı, ancak artık aşağı inmemize izin verilmedi.


Kendim CERN'in bir şehre benziyor, girişte sizi yerel bir pansiyon otelindeki kartınızı veya rezervasyonunuzu kontrol edecek bir güvenlik görevlisinin bulunduğu bir bariyer karşılıyor. "Önceden daha kolaydı, eski zamanlayıcılar diyor. — Bütün bunlar ancak birkaç kez sonra ortaya çıktı hoş olmayan olaylar yeşil olanlar da dahil". Başka hangi olaylar? CERN kendi topraklarında ve her gün dünyaya açıktır. müze (“Bilim ve Yenilik Alanı”) Okul çocukları, öğrenciler ve öğretmenler gezilere çıkıyor ve dünyanın en iyi fiziki merkezlerinden birinin geçmişi, bugünü ve geleceği anlatılıyor. CERN'de her şey var gibi görünüyor: bir postane, lezzetli ve ucuz bir self-servis restoran, bir banka, Japon sakurası ve Rus huş ağaçları. Hem çalışanlar hem de ziyaretçiler için neredeyse cennet. Ama aynı zamanda bazı şeyler de var Olumsuz büyük sayı hava gibi “olaylara” ihtiyaç duyan ve buna bir şekilde akıllıca direnebilmesi gereken insanlar.

27 kilometrelik halkanın kendisi hem Fransa hem de İsviçre topraklarında 50-150 m derinlikte bulunuyor. Cenevre'nin merkezinden CERN'e normal şehir tramvayıyla sadece 20-30 dakikada ulaşabilirsiniz. İki ülke arasındaki sınır neredeyse görünmez ve şu ana kadar bana şunu söylemediler: "Bakın sınır burası", onu fark etmezdim. Arabalar ve yayalar durmadan geçip gidiyor. Ben de otelden CERN'e kadar ileri geri yürüdüm, akşam yemeği için Fransa'dan İsviçre'ye gideceğime kendi kendime gülüyordum.

CERN'e gelmeden önce, SSCB döneminden kalma Rus savunma sanayiinin çarpıştırıcının inşasında oynadığı rolü bilmiyordum. Bu nedenle, CMS dedektörünün hadron uç kalorimetresi için pirinçten büyük miktarda özel plaka yapılması gerekliydi. Pirinç nereden alabilirim? Kuzeyde, denizcilik tesislerimizde çok sayıda kullanılmış kartuşun biriktiği ve bu nedenle eritildiği ortaya çıktı.

“Bir zamanlar Amerikalılar SSCB'yi “yıldız savaşlarıyla” tehdit ettiğinde Akademisyen Velikhov, lazer silahlarının yörüngeye yerleştirilmesini önerdi. Lazerler özel kristaller gerektiriyordu, - Vladimir Gavrilov, Teorik ve Bilim Enstitüsü'nden CMS deneyinin başkanı deneysel fizik(ITEP). — Bu proje için birçok fabrika inşa edildi. Ama sonra her şey çöktü, fabrikaların yapacak hiçbir şeyi kalmadı. Bogoroditsk'teki fabrikanın olduğu ortaya çıktı Tula bölgesi CMS için gerekli olan kristalleri yapabilir".


ATLAS VE CMS DENEYLERİ

Büyük Hadron Çarpıştırıcısında dört büyük deney yapılıyor ( ATLAS, CMS, ALICE Ve LHCb) ve üç küçük ( LHCf, MOEDAL Ve TOTEM). Dört büyük deneyden elde edilen veri akışı yılda 15 petabayta (15 milyon GB) ulaşıyor ve bu da kayıt için 20 kilometrelik bir CD yığınına ihtiyaç duyuyor. Higgs bozonunu keşfetme onuru ATLAS ve CMS'ye aittir Bu işbirliklerinde Rusya'dan çok sayıda bilim insanı var. Sadece 60 yılda CERN'de binden fazla kişi çalıştı Rus uzmanlar. ATLAS dedektörü şaşırtıcı olmaktan başka bir şey değil: 35 m yüksekliğinde, 33 m genişliğinde ve neredeyse 50 m uzunluğunda. Nikolay Zimin, Dubna'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü çalışanı ve CERN'de uzun yıllar çalışan bu deneyde, dedektörü yuva yapan dev bir oyuncak bebeğe benzetildi. "Her biri üst katmanlar dedektörler bir öncekini çevreleyerek katı açıyı mümkün olduğunca kapsamaya çalışıyor. İdeal olarak, kaçan tüm parçacıkların yakalanabildiğinden ve dedektördeki "ölü bölgelerin" en aza indirildiğinden emin olmanız gerekir." diye vurguluyor. Dedektör alt sistemlerinin her biri, yani "dedektör katmanları", proton ışınlarının çarpışması sırasında üretilen belirli parçacıkları kaydeder.

Büyük bir “matryoshka dedektöründe” kaç tane “matryoshka bebeği” var? Müon sistemi ve kalorimetre sistemi dahil olmak üzere dört büyük alt sistem. Sonuç olarak, yayılan parçacık, dedektörün her biri şu veya bu bilgiyi toplayan yaklaşık 50 "kayıt katmanını" geçer. Bilim insanları bu parçacıkların uzaydaki yörüngesini, yüklerini, hızlarını, kütlesini ve enerjisini belirliyor.

Proton ışınları yalnızca dedektörlerle çevrili yerlerde çarpışır; çarpıştırıcının diğer yerlerinde paralel tüpler boyunca uçarlar.

Işınlar hızlandı ve 10 saat boyunca Büyük Hadron Çarpıştırıcısı dönüşüne fırlatıldı, bu süre zarfında 10 milyar km'lik bir mesafe kat ettiler, bu da Neptün'e gidip gelmek için yeterliydi. Neredeyse ışık hızıyla hareket eden protonlar, 27 kilometrelik halka boyunca saniyede 11.245 devir yapıyor!

Enjektörden çıkan protonlar, bir dizi hızlandırıcıdan geçirilerek enjektöre ulaşıncaya kadar büyük yüzük. “CERN, Rus merkezlerinin aksine, kendi zamanının rekorunu kıran her hızlandırıcıyı bir sonrakinin ön hızlandırıcısı olarak kullanmayı başardı”, notlar Nikolay Zimin. Her şey onunla başladı Proton Sinkrotron (PS, 1959), sonra vardı Süperproton Sinkrotron (SPS, 1976), Daha sonra Büyük Elektron-Pozitron Çarpıştırıcısı (LEP, 1989). Daha sonra paradan tasarruf etmek için LEP tünelden çıkarıldı ve yerine Büyük Hadron Çarpıştırıcısı inşa edildi. “Sonra LHC kesilecek, süper bir LHC inşa edilecek, zaten bu tür fikirler var. Ya da belki hemen FCC'yi (Geleceğin Dairesel Çarpıştırıcıları) inşa etmeye başlayacaklar ve 100 kilometrelik 50 TeV'lik bir çarpıştırıcı ortaya çıkacak.", - hikayesine devam ediyor Zimin.

“Güvenlik açısından burada her şey neden bu kadar iyi organize edilmiş? Çünkü aşağıda pek çok tehlike var. Birincisi, zindanın kendisi 100 metre derinliğindedir. İkincisi, çok fazla kriyojenik teknoloji var; ATLAS iki manyetik alanla çalışıyor. Bunlardan biri, soğutulması gereken merkezi bir süper iletken solenoidden oluşuyor. İkincisi, dünyanın en büyük manyetik toroidleri. Bunlar bir yönde 25 metre, diğer yönde 6 metrelik donutlardır. Her biri 20 kA'lık bir akımı dolaştırır. Ayrıca sıvı helyumla soğutulmaları da gerekiyor. Depolanan Enerji manyetik alan Elimizde 1,6 GJ var, dolayısıyla bir şey olursa dedektörün tahrip olmasının sonuçları felaket olabilir. Dedektörün ışın odasında yüksek vakum ve eğer ihlal edilirse patlama meydana gelebilir", - konuşuyor Nikolay Zimin.

“İşte burası dünyanın en boş (boşluk açısından) yerlerinden biri. güneş sistemi ve Evrendeki en soğuklardan biri: 1,9 K (-271,3 °C). Aynı zamanda Galaksinin en sıcak yerlerinden biri.", - CERN'de söylemekten hoşlandıkları şey bu ve bunların hepsi abartı değil. LHC, 27 kilometrelik halkayı süper iletkenlik durumunda tutmak için gerekli olan dünyadaki en büyük soğutma sistemine sahiptir. Proton ışınlarının içinden geçtiği tüplerde, gaz molekülleriyle çarpışmayı önlemek için 10-12 atmosferlik ultra yüksek bir vakum yaratılıyor.



İŞBİRLİKLERİNİN CUMHURİYETLERİ

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki çalışmalar, işbirlikleri arasında sürekli bilimsel rekabet koşullarında gerçekleştiriliyor. Ancak Higgs bozonu hem ATLAS hem de CMS grubu tarafından aynı anda keşfedildi.. Vladimir Gavrilov (CMS) bu görev üzerinde aynı anda çalışan iki bağımsız işbirliğinin önemini vurguluyor. "Higgs bozonunun bulunduğuna dair duyuru, ancak her iki işbirliğinin de tamamen tutarlı sonuçlar üretmesinden sonra geldi. farklı şekillerde ancak iki dedektör için mümkün olan bir doğrulukla yaklaşık olarak aynı parametreleri gösterir. Artık bu doğruluk artıyor ve sonuçlar arasındaki uyum daha da iyi.". “CERN ve işbirlikleri iki farklı şeydir. CERN bir laboratuvardır, size bir hızlandırıcı sağlar ve işbirlikleri bireysel eyaletler kendi anayasaları, kendi mali durumları ve yönetimleri olan bilim adamları. Dedektörler üzerinde çalışan kişilerin de yüzde 90'ı CERN çalışanı değil, enstitü çalışanları oluyor, onların çalışmaları katılımcı devlet ve enstitüler tarafından ödeniyor ve CERN de diğer kurumlarla aynı temelde işbirliğine dahil oluyor.", açıklıyor St. Petersburg Nükleer Fizik Enstitüsü'nden Oleg Fedin.

BÜYÜK HADRON ÇARPIŞTIRICISININ GELECEĞİ

Çoktan çarpıştırıcı bir buçuk yıldır çalışmıyor, mühendisler ve teknisyenler ekipmanı kontrol eder ve değiştirir. "İlk kirişleri Ocak 2015'te fırlatacağız. İlkler geldiğinde ilginç sonuçlar, Bilmiyorum. Çarpıştırıcının enerjisi neredeyse iki katına çıkacak (7'den 13 TeV'ye) ve bu aslında yeni bir makine.", bize söyledi CERN Genel Müdürü Rolf-Dieter Heuer.

Rolf Heuer, modernizasyondan sonra LHC'nin piyasaya sürülmesinden ne bekliyor? "Hayalim burada LHC'de karanlık madde parçacıklarının izlerini bulabileceğimiz. Harika olacak. Ama bu sadece bir rüya! Bulacağımızı garanti edemem. Ve elbette yeni şeyler de keşfedebiliriz. Bir yanda Standart Model var; dünyayı inanılmaz derecede iyi tanımlıyor. Ama hiçbir şeyi açıklamıyor. Manuel olarak çok fazla parametre girildi. Standart model muhteşem. Ancak Standart Modelin ötesinde çok daha büyük bir fantezi var.”.

CERN'in 60. kuruluş yıldönümü arifesinde Rolf Heuer, bilim merkezinin tüm bu yıllar boyunca "Dünya için 60 yıllık bilim" sloganı altında yaşadığını belirtiyor. Ona göre, "CERN tam olarak görmezden gelmedi ama her türlü olaydan mümkün olduğu kadar uzak durmaya çalıştı. siyasi konular. CERN'in kuruluşundan bu yana Batı ile Doğu arasında bir ayrım varken her iki tarafın temsilcileri burada birlikte çalışabiliyordu. Bugün İsrail'den, Filistin'den, Hindistan'dan, Pakistan'dan bilim adamlarımız var... Siyasetin dışında kalmaya çalışıyoruz, insanlığın temsilcisi olarak, normal insanlar gibi çalışmaya çalışıyoruz.”.

Bu makalede LHC kılavuz broşürü kullanılmaktadır. Elektronik versiyon - web sitesinde

Sadece birkaç yıl önce, hadron çarpıştırıcılarının, Higgs Bozonunun ne olduğu ve dünya çapında binlerce bilim insanının neden İsviçre ve Fransa sınırındaki devasa bir fizik kampüsünde çalışarak milyarlarca doları toprağa gömdüğü hakkında hiçbir fikrim yoktu.
Sonra, gezegenin diğer birçok sakini gibi benim için de Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ifadesi, içinde ışık hızında çarpışan temel parçacıklar ve bunlardan biri hakkında bilgi. en büyük keşifler en son Higgs bozonu.

Ve böylece, Haziran ortasında, bu kadar çok insanın nelerden bahsettiğini ve nelerle ilgili bu kadar çelişkili söylentinin olduğunu kendi gözlerimle görme fırsatım oldu.
Bu sadece kısa bir gezi değil, dünyanın en büyük nükleer fizik laboratuvarı Cern'de geçirilen tam bir gündü. Burada fizikçilerin kendileriyle iletişim kurabildik ve bu bilimsel kampüste pek çok ilginç şey görebildik ve kutsalların kutsalına - Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'na (ancak başlatıldığında ve içinde testler yapıldığında) inebildik. , dışarıdan herhangi bir erişim imkansızdır), çarpıştırıcı için dev mıknatısların üretildiği fabrikayı, bilim adamlarının çarpıştırıcıda elde edilen verileri analiz ettiği Atlas merkezini ziyaret edin, yapım aşamasındaki en yeni doğrusal çarpıştırıcıyı gizlice ziyaret edin ve hatta, neredeyse bir arayıştaymış gibi, pratik olarak içinden geçerek dikenli yol temel parçacık, baştan sona. Ve bakın her şey nerede başlıyor...
Ancak tüm bunlar hakkında ayrı yazılarda. Bugün sadece Büyük Hadron Çarpıştırıcısı var.
Eğer buna basitçe denilebilirse, beynim böyle bir şeyin önce NASIL icat edilip sonra inşa edilebileceğini anlamayı reddediyor.

2. Yıllar önce bu resim dünyaca ünlü oldu. Birçoğu bunun Büyük Hadron kesiti olduğuna inanıyor. Aslında bu, en büyük dedektörlerden biri olan CMS'nin bir kesitidir. Çapı yaklaşık 15 metredir. Bu en büyük dedektör değil. Atlas'ın çapı yaklaşık 22 metredir.

3. Çarpıştırıcının ne olduğunu ve ne kadar büyük olduğunu kabaca anlamak için uydu haritasına bakalım.
Burası Cenevre'nin bir banliyösü, Cenevre Gölü'ne çok yakın. Biraz sonra ayrıca bahsedeceğim devasa CERN kampüsünün bulunduğu yer burasıdır ve yeraltında çeşitli derinliklerde bulunan bir sürü çarpıştırıcı vardır. Evet, evet. O yalnız değil. On tane var. Büyük Hadron, mecazi anlamda bu yapıyı taçlandırıyor ve temel parçacıkların hızlandırıldığı çarpıştırıcılar zincirini tamamlıyor. Parçacıkla birlikte Büyük'ten (LHC) ilk doğrusal Linak'a doğru ilerleyerek bundan ayrıca bahsedeceğim.
LHC halkasının çapı neredeyse 27 kilometredir ve 100 metrenin biraz üzerinde bir derinlikte yer almaktadır (resimdeki en büyük halka).
LHC'nin dört dedektörü vardır: Alice, Atlas, LHCb ve CMS. CMS dedektörüne gittik.

4. Bu dört dedektöre ek olarak, yer altı alanının geri kalanı, bunun gibi sürekli bir mavi segmentin bulunduğu bir tüneldir. Bunlar mıknatıslar. Temel parçacıkların ışık hızında hareket ettiği, çılgın bir manyetik alanın yaratıldığı dev mıknatıslar.
Toplamda 1734 tane var.

5. Mıknatısın içi şuna benziyor karmaşık yapı. Burada her şeyden çok var ama en önemlisi, içinde proton ışınlarının uçtuğu iki içi boş tüp.
Dört yerde (aynı dedektörlerde) bu tüpler kesişir ve proton ışınları çarpışır. Çarpıştıkları yerlerde protonlar, dedektörler tarafından tespit edilen çeşitli parçacıklara dağılır.
Bu saçmalığın ne olduğundan ve nasıl çalıştığından kısaca bahsetmek istiyorum.

6. Yani 14 Haziran sabahı CERN. Bölgede kapısı ve küçük bir binası olan göze çarpmayan bir çite varıyoruz.
Bu, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın (CMS) dört dedektöründen birinin girişidir.
Burada biraz durup buraya nasıl ve kimin sayesinde geldiğimizden bahsetmek istiyorum.
Ve bunların hepsi CERN'de çalışan adamımız Andrey için "suçlu" ve onun sayesinde ziyaretimiz kısa ve sıkıcı bir gezi değil, inanılmaz derecede ilginç ve büyük miktarda bilgiyle dolu oldu.
Andrey (yeşil tişörtlü) misafirleri asla umursamaz ve nükleer fiziğin bu Mekke'sine bir ziyareti kolaylaştırmaktan her zaman mutluluk duyar.
İlginç olan ne biliyor musun? Bu, Çarpıştırıcıdaki ve genel olarak CERN'deki üretim modudur.
Evet, her şey manyetik kart kullanıyor ama... onun kartına sahip bir çalışan, bölgenin ve tesislerin %95'ine erişebilir.
Ve sadece orada olanlar artan seviye radyasyon tehlikesi, özel erişime ihtiyacınız var - bu, çarpıştırıcının içindedir.
Ve böylece çalışanlar bölgede herhangi bir sorun yaşamadan hareket ediyor.
Bir an için milyarlarca dolar ve en inanılmaz ekipmanların çoğu buraya yatırıldı.
Ve sonra Kırım'da her şeyin uzun süredir kesildiği bazı terk edilmiş nesneleri hatırlıyorum, ancak yine de her şey çok gizli, hiçbir koşulda filme alınamazsınız ve nesne kimin ne kadar stratejik olduğunu bilir.
Sadece buradaki insanlar kafalarıyla yeterince düşünüyorlar.

7. CMS bölgesi böyle görünüyor. Otoparkta gösterişli dış dekorasyon veya süper arabalar yok. Ama bunu karşılayabilirler. Hiç gerek yok.

8. Fizik alanında dünyanın önde gelen bilim merkezi olan CERN, çeşitli çeşitli yönler PR açısından. Bunlardan biri sözde “Ağaç”.
Bu çerçevede davet ediyoruz. okul öğretmenleri fizikte farklı ülkeler ve şehirler. Burada gösteriliyor ve anlatılıyor. Daha sonra öğretmenler okullarına dönerek öğrencilerine gördüklerini anlatırlar. Hikâyeden ilham alan bir kısım öğrenci büyük bir ilgiyle fizik okumaya başlıyor, daha sonra üniversitelerde fizik eğitimi alıyor ve belki de ileride burada çalışmaya başlıyor.
Ancak çocuklar hala okuldayken CERN'i ziyaret etme ve elbette Büyük Hadron Çarpıştırıcısına gitme fırsatına da sahipler.
Burada ayda birkaç kez özel “günler” düzenleniyor açık kapılar"Farklı ülkelerden fiziğe aşık üstün yetenekli çocuklar için.
Bu ağacın merkezinde yer alan ve İsviçre'deki CERN ofisine teklif sunan öğretmenler tarafından seçiliyorlar.
Tesadüfen, Büyük Hadron Çarpıştırıcısını görmeye geldiğimiz gün, Ukrayna'dan bu gruplardan biri buraya geldi - çocuklar, Küçük Bilimler Akademisi'nin zorlu bir yarışmayı geçmiş öğrencileri. Onlarla birlikte 100 metre derinliğe, Çarpıştırıcının tam kalbine indik.

9. Rozetlerimizle zafer kazanın.
Burada çalışan fizikçiler için zorunlu eşyalar, el feneri olan bir kask ve (yük düştüğünde ayak parmaklarını korumak için) burnu metal plakalı çizmelerdir.

10. Fiziğe tutkuyla bağlı üstün yetenekli çocuklar. Birkaç dakika içinde yerleri gerçekleşecek - Büyük Hadron Çarpıştırıcısına inecekler

11. İşçiler yeraltındaki bir sonraki vardiyadan önce dinlenirken domino oynuyorlar.

12. Kontrol ve yönetim merkezi CMS. Sistemin işleyişini karakterize eden ana sensörlerden gelen birincil veriler buraya akar.
Çarpıştırıcı çalışırken burada 8 kişilik bir ekip 24 saat çalışıyor.

13. Şunu söylemek gerekir ki şimdiki an Büyük Hadron, çarpıştırıcının onarım ve modernizasyon programının yürütülmesi için iki yıl süreyle kapatıldı.
Gerçek şu ki, 4 yıl önce üzerinde bir kaza oldu ve ardından çarpıştırıcı hiç çalışmadı. tam güç(Bir sonraki yazımda kazadan bahsedeceğim).
2014 yılında tamamlanacak modernizasyondan sonra daha da güçlü bir şekilde faaliyet göstermesi bekleniyor.
Eğer çarpıştırıcı şu anda çalışıyor olsaydı kesinlikle onu ziyaret edemezdik.

14. Özel bir teknik asansör kullanarak Çarpıştırıcının bulunduğu 100 metreden fazla derinliğe iniyoruz.
Asansör, herhangi bir durumda personeli kurtarmanın tek yoludur. acil durum, Çünkü burada merdiven yok. Yani bu en çok güvenli yer CMS'de.
Talimatlara göre alarm durumunda tüm personelin derhal asansöre gitmesi gerekmektedir.
Duman çıkması durumunda dumanın içeriye girmemesi ve insanların zehirlenmemesi için burada aşırı basınç oluşturulur.

15. Boris duman olmamasından endişe ediyor.

16. Derinlikte. Burada her şey iletişimle dolu.

17. Veri iletimi için sonsuz kilometrelerce tel ve kablo

18. Burada çok sayıda boru var. Kriyojenik denir. Gerçek şu ki, mıknatısların içinde soğutma için helyum kullanılıyor. Hidroliğin yanı sıra diğer sistemlerin soğutulması da gereklidir.

19. Dedektörde bulunan veri işleme odalarında çok büyük sayı sunucular.
Bunlar, sözde inanılmaz performans tetikleyicileri halinde birleştirilir.
Örneğin, ilk tetikleyici 3 milisaniye içinde 40.000.000 olaydan yaklaşık 400'ünü seçmeli ve bunları ikinci tetikleyiciye - en yüksek seviyeye aktarmalıdır.

20. Fiber optik çılgınlığı.
Bilgisayar odaları dedektörün üzerinde yer alır çünkü Burada elektroniğin çalışmasına müdahale etmeyen çok küçük bir manyetik alan var.
Dedektörün kendisinde veri toplamak mümkün olmayacaktır.

21. Küresel tetikleyici. 200 bilgisayardan oluşuyor

22. Ne tür bir Elma var? Dell!!!

23. Sunucu dolapları güvenli bir şekilde kilitlenmiştir

24. Operatörlerden birinin çalışma yerini gösteren komik bir çizim.

25. 2012 yılı sonunda Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda yapılan deney sonucunda Higgs Bozonu keşfedildi ve bu olay CERN çalışanları tarafından geniş çapta kutlandı.
Bunun sadece harika şeylerin başlangıcı olduğuna inanılan şampanya şişeleri kutlamadan sonra bilerek atılmadı.

26. Dedektöre yaklaşırken her yerde radyasyon tehlikeleri hakkında uyarı veren işaretler vardır.

26. Tüm Collider çalışanlarının, okuma cihazına getirmeleri ve konumlarını kaydetmeleri gereken kişisel dozimetreleri vardır.
Dozimetre radyasyon seviyesini toplayarak limit doza yaklaşırsa çalışanı bilgilendirir ve ayrıca verileri çevrimiçi olarak kontrol istasyonuna ileterek çarpıştırıcının yakınında tehlikede olan bir kişi olduğuna dair uyarı verir.

27. Dedektörün hemen önünde üst seviye erişim sistemi bulunmaktadır.
Kişisel kart, dozimetre takarak ve retina taraması yaptırarak giriş yapabilirsiniz.

28. Ne yapıyorum

29. Ve işte burada - dedektör. İçerideki küçük uç, artık çok küçük görünen devasa mıknatısları barındıran matkap mandrenine benzer bir şeydir. Şu anda mıknatıs yok çünkü... modernizasyondan geçiyor

30. Çalışma durumunda dedektör bağlıdır ve tek bir ünite gibi görünür

31. Dedektörün ağırlığı 15 bin tondur. Burada inanılmaz bir manyetik alan yaratılıyor.

32. Dedektörün boyutunu aşağıda çalışan kişi ve ekipmanlarla karşılaştırın.

33. Kablolar mavi- güç, kırmızı - veri

34. İlginç bir şekilde Big Hadron, çalışması sırasında saatte 180 megawatt elektrik tüketiyor.

35. Sensörlerde rutin bakım çalışmaları

36. Çok sayıda sensör

37. Ve onlara güç... fiber optik geri geliyor

38. İnanılmaz derecede akıllı bir insanın görünüşü.

39. Yerin altında bir buçuk saat, beş dakika gibi uçup gidiyor... Ölümlü dünyaya geri döndüğünüzde, istemeden merak ediyorsunuz... Bunun NASIL yapılabileceğini.
VE NEDEN bunu yapıyorlar….

CERN'deki açılış gününü ziyaret etme hikayeme devam edeceğim.

Bölüm 3. Bilgisayar merkezi.

Bu bölümde CERN'in çalışmalarının ürünü olan şeyin depolandığı ve işlendiği yer olan deney sonuçlarından bahsedeceğim. Bir bilgisayar merkezinden bahsedeceğiz ama buna veri merkezi demek muhtemelen daha doğru olacaktır. Ama önce CERN'de bilgi işlem ve veri depolama konularına biraz değineceğim. Her yıl Büyük Hadron Çarpıştırıcısı tek başına o kadar çok veri üretiyor ki, bir CD'ye yazılsa 20 kilometre yüksekliğinde bir yığın haline gelir. Bunun nedeni, çarpıştırıcının saniyede 30 milyon kez çarpışması ve her çarpışmanın, her biri dedektörde büyük miktarda bilgi üreten yaklaşık 20 olay üretmesidir. Elbette bu bilgiler önce dedektörün kendisinde işlenir, ardından yerel bilgi işlem merkezine gider ve ancak bundan sonra ana veri depolama ve işleme merkezine iletilir. Ancak her gün yaklaşık petabaytlarca verinin işlenmesi gerekiyor. Buna, bu verilerin yalnızca saklanması değil, aynı zamanda arasında dağıtılması gerektiğini de eklemeliyiz. araştırma merkezleri dünya çapında ve ayrıca CERN'de yaklaşık 4.000 WiFi ağ kullanıcısını destekliyor. Macaristan'da 100 gigabitlik bağlantının bulunduğu yardımcı bir veri depolama ve işleme merkezinin bulunduğunu da eklemek gerekir. Aynı zamanda CERN'in içine 35.000 kilometrelik optik kablo döşeniyor.
Ancak bilgisayar merkezi her zaman bu kadar güçlü değildi. Fotoğraf, kullanılan ekipmanın zaman içinde nasıl değiştiğini göstermektedir.

Artık ana bilgisayarlardan normal PC'lerden oluşan bir ızgaraya geçiş oldu. Merkezde şu anda haftanın 7 günü 24 saat çalışan 10.000 sunucuda 90.000 işlemci çekirdeği bulunuyor. Bu şebeke üzerinde ortalama 250.000 veri işleme işi aynı anda yürütülüyor. Bu veri merkezi zirvede modern teknolojiler ve genellikle bu tür bilgilerin depolanması ve işlenmesi için gereken sorunları çözmek üzere bilgi işlem ve BT'yi ileriye taşır. büyük hacimler veri. Bilgisayar merkezinin yakınındaki bir binada Tim Berners-Lee'nin World Wide Web'i icat ettiğini belirtmek yeterli (bunu internette gezinirken şunu söyleyen alternatif yetenekli aptallara söyleyin). temel bilim hiçbir fayda sağlamaz).

Ancak veri depolama sorununa dönelim. Fotoğraf, tufan öncesi zamanlarda verilerin daha önce manyetik disklerde depolandığını gösteriyor (Evet, evet, AB bilgisayarındaki bu 29 megabayt diskleri hatırlıyorum).

Bugün işlerin nasıl olduğunu görmek için bilgisayar merkezinin bulunduğu binaya gidiyorum.

Şaşırtıcı bir şekilde orada çok fazla insan yok ve içeri çok çabuk giriyorum. Bize kısa bir film gösteriyorlar ve bizi kilitli bir kapıya götürüyorlar. Rehberimiz kapıyı açıyor ve kendimizi oldukça zor durumda buluyoruz. büyük salon Bilgilerin kaydedildiği manyetik bantlı dolapların bulunduğu yer.

Odanın çoğunu bu dolaplar kaplıyor.

480 milyon dosyada yaklaşık 100 petabayt bilgi (700 yıllık Full HD videoya eşdeğer) saklıyorlar. İlginçtir ki, dünya çapında 160 bilgi işlem merkezinde yaklaşık 10.000 fizikçi bu bilgilere ulaşabilmektedir. Bu bilgiler geçen yüzyılın 70'li yıllarından bu yana tüm deneysel verileri içermektedir. Yakından bakarsanız bu manyetik bantların dolapların içine nasıl yerleştirildiğini görebilirsiniz.

Bazı raflarda işlemci modülleri bulunur.

Masanın üzerinde veri depolama için kullanılanların küçük bir ekranı var.

Bu veri merkezi 3,5 megawatt tüketiyor elektrik enerjisi ve elektrik kesintisi durumunda kendi dizel jeneratörüne sahiptir. Soğutma sistemi hakkında da söylenmelidir. Binanın dışında bulunur ve soğuk havayı asma zeminin altına yönlendirir. Su soğutma yalnızca az sayıda sunucuda kullanılır.

Kabinin içine bakarsanız, manyetik bantların otomatik olarak örneklenmesinin ve yüklenmesinin nasıl gerçekleştiğini görebilirsiniz.

Aslında bu salon toplantıların yapıldığı tek salon değil. bilgisayar teknolojisi ancak en azından buraya ziyaretçilerin girmesine izin verilmiş olması, organizatörlere saygı duyulmasını sağlıyor. Masanın üzerinde sergilenen şeyin fotoğrafını çektim.

Bundan sonra başka bir ziyaretçi grubu ortaya çıktı ve bizden ayrılmamız istendi. evet son fotoğraf ve bilgisayar merkezinden ayrılın.

Bir sonraki bölümde fiziksel deneylerde kullanılan, özgün ekipmanların oluşturulup montajının yapıldığı atölyelerden bahsedeceğim.

Birçok sıradan insanlar gezegenler kendilerine Büyük Hadron Çarpıştırıcısının ne işe yaradığını soruyor. Çoğu kişi için anlaşılmaz bilimsel araştırma Milyarlarca avronun harcandığı bu durum dikkat ve endişeye neden oluyor.

Belki bu hiç de araştırma değil, insanlığın kaderini değiştirebilecek bir zaman makinesinin prototipi veya uzaylı yaratıkların ışınlanması için bir portaldır? En fantastik ve korkunç söylentiler dolaşıyor. Bu yazıda hadron çarpıştırıcısının ne olduğunu ve neden yaratıldığını anlamaya çalışacağız.

İnsanlık için iddialı bir proje

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı şu anda gezegendeki en güçlü parçacık hızlandırıcıdır. İsviçre ve Fransa sınırında yer almaktadır. Daha doğrusu, altında: 100 metre derinlikte, neredeyse 27 kilometre uzunluğunda hızlandırıcının halka tüneli yatıyor. Değeri 10 milyar doları aşan deney alanının sahibi Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'dir.

Muazzam miktarda kaynak ve binlerce nükleer fizikçi, protonları ve ağır kurşun iyonlarını farklı yönlerde ışık hızına yakın hızlara hızlandırmak ve sonra onları birbirine çarpmakla meşgul. Doğrudan etkileşimlerin sonuçları dikkatle incelenir.

Yeni bir parçacık hızlandırıcı yaratma önerisi 1984'te geri geldi. Hadron çarpıştırıcısının nasıl olacağı, neden bu kadar büyük ölçekli bir çarpıştırıcıya ihtiyaç duyulduğu konusunda on yıldır çeşitli tartışmalar yapılıyor. araştırma projesi. Yalnızca özelliklerle ilgili sorunları tartıştıktan sonra teknik çözüm ve gerekli kurulum parametreleri sağlanarak proje onaylandı. İnşaat, eski parçacık hızlandırıcının (Büyük Elektron-Pozitron Çarpıştırıcısı) kullanılmasıyla ancak 2001 yılında başladı.

Neden Büyük Hadron Çarpıştırıcısına ihtiyacımız var?

Temel parçacıkların etkileşimi farklı şekillerde açıklanmaktadır. Görelilik teorisi ile çelişiyor kuantum teorisi alanlar. Eksik bağlantı kazanmada ortak yaklaşım Temel parçacıkların yapısına ilişkin bir teori yaratmanın imkansızlığı kuantum yerçekimi. Bu nedenle yüksek güçlü bir hadron çarpıştırıcısına ihtiyaç duyulmaktadır.

Parçacık çarpışmalarının toplam enerjisi 14 teraelektronvolt olup, bu da cihazı bugün dünyada var olan herhangi bir hızlandırıcıdan çok daha güçlü bir hızlandırıcı haline getiriyor. Daha önce imkansız olan deneyleri gerçekleştirmiş olmak teknik nedenler, bilim adamları büyük bir pay olasılıklar onaylamak veya çürütmek için belgelenebilir mevcut teoriler mikro dünya.

Kurşun çekirdeklerin çarpışması sırasında oluşan kuark-gluon plazmasının incelenmesi, daha gelişmiş bir teori oluşturmamıza olanak tanıyacak güçlü etkileşimler nükleer fiziği ve yıldız uzayını kökten değiştirebilecek.

Higgs bozonu

1960 yılında İskoç fizikçi Peter Higgs, Higgs alan teorisini geliştirdi; buna göre bu alana giren parçacıklar, fiziksel dünyada bir nesnenin kütlesi olarak gözlemlenebilen kuantum etkilerine maruz kalıyor.

Deneyler sırasında İskoç teorisini doğrulamak mümkünse nükleer fizikçi ve Higgs bozonunu (kuantum) bulursanız, bu olay Dünya sakinlerinin gelişimi için yeni bir başlangıç ​​​​noktası olabilir.

Ve ortaya çıkan yerçekimi kontrolörleri, görünürdeki tüm gelişme beklentilerini birçok kez aşacak teknik ilerleme. Dahası, ileri düzey bilim adamları Higgs bozonunun varlığıyla değil, elektrozayıf simetrinin kırılma süreciyle daha fazla ilgileniyorlar.

Nasıl çalışır?

Deneysel parçacıkların yüzey için düşünülemeyecek, vakumda neredeyse eşit bir hıza ulaşabilmesi için, kademeli olarak hızlandırılarak her seferinde enerji artırılır.

Doğrusal hızlandırıcılar ilk önce kurşun iyonlarını ve protonları enjekte eder ve bunlar daha sonra kademeli olarak hızlanmaya tabi tutulur. Parçacıklar güçlendirici aracılığıyla proton sinkrotronuna girer ve burada 28 GeV'lik bir yük alırlar.

Bir sonraki aşamada parçacıklar süper-senkrotron'a girer ve burada yük enerjileri 450 GeV'ye çıkarılır. Bu tür göstergelere ulaşan parçacıklar, özel olarak yerleştirilmiş çarpışma bölgelerinde dedektörlerin darbe anını ayrıntılı olarak kaydettiği çok kilometrelik ana halkaya düşer.

Çarpışma sırasındaki tüm süreçleri kaydedebilen dedektörlerin yanı sıra, hızlandırıcıda proton demetlerini tutmak için 1625 adet süper iletken mıknatıs kullanılıyor. Toplam uzunlukları 22 kilometreyi aşıyor. -271 °C sıcaklığa ulaşmak için özel olarak tasarlanmıştır. Bu tür mıknatısların her birinin maliyetinin bir milyon avro olduğu tahmin ediliyor.

Son, araçları haklı çıkarır

Böylesine iddialı deneyleri gerçekleştirmek için en güçlü hadron çarpıştırıcısı inşa edildi. Neden milyarlarca dolara ihtiyacınız var? bilim projesi Birçok bilim insanı bunu insanlığa gizli bir zevkle anlatıyor. Doğru, yeni durumda bilimsel keşifler büyük olasılıkla yüksek düzeyde sınıflandırılacaklar.

Hatta kesin olarak söyleyebiliriz. Bu, tüm uygarlık tarihi tarafından doğrulanmaktadır. Tekerlek icat edildiğinde insanlık metalurjide ustalaştı - merhaba silahlar ve silahlar!

En modern gelişmelerin tümü artık mevcut hale geliyor askeri-endüstriyel kompleksler gelişmiş ülkeler, ancak tüm insanlık değil. Bilim insanları atomu bölmeyi öğrendiğinde önce ne oldu? Nükleer reaktörler Ancak Japonya'daki yüzbinlerce ölümden sonra elektrik sağlıyor. Hiroşima sakinleri buna kesinlikle karşıydı bilimsel ilerleme yarını onlardan ve çocuklarından aldı.

Teknolojik gelişme insanlarla alay konusu gibi görünüyor, çünkü içindeki insan yakında en çok şeye dönüşecek. zayıf halka. Evrim teorisine göre sistem gelişir ve güçlenir, zayıf noktalar. Yakında gelişen teknoloji dünyasında yerimizin kalmadığı ortaya çıkabilir. Dolayısıyla “Büyük Hadron Çarpıştırıcısına şu anda neden ihtiyaç duyuldu?” sorusu aslında boş bir merak değil, çünkü tüm insanlığın kaderine yönelik korkudan kaynaklanıyor.

Cevaplanmayan sorular

Gezegendeki milyonlarca insan açlıktan, tedavi edilemez ve bazen tedavi edilebilir hastalıklardan ölüyorsa neden büyük bir hadron çarpıştırıcısına ihtiyacımız var? Bu kötülüğün üstesinden gelmeye yardım edecek mi? Teknolojinin tüm gelişmesine rağmen başarılı bir şekilde başa çıkmayı öğrenemeyen insanlık neden hadron çarpıştırıcısına ihtiyaç duyuyor? kanser hastalıkları? Veya belki de pahalı tıbbi hizmetler sağlamak, iyileşmenin bir yolunu bulmaktan daha karlıdır? Mevcut dünya düzeninde ve etik gelişim sadece bir avuç temsilci insan ırkı Büyük bir hadron çarpıştırıcısına büyük ihtiyaç var. Kimsenin hayatına ve sağlığına yönelik saldırıların olmadığı bir dünyada yaşama hakkı için aralıksız bir savaş yürüten gezegenin tüm nüfusu neden buna ihtiyaç duyuyor? Tarih bu konuda sessiz...

Bilimsel meslektaşların endişeleri

Projenin güvenliği konusunda ciddi endişelerini dile getiren bilim camiasının başka temsilcileri de var. Yüksek ihtimal var bilim dünyası Deneylerinde sınırlı bilgisi nedeniyle, doğru dürüst çalışılmamış süreçler üzerindeki kontrolünü kaybedebilir.

Bu yaklaşım genç kimyagerlerin laboratuvar deneylerini anımsatıyor; her şeyi karıştırın ve ne olacağını görün. Son örnek laboratuvarda bir patlamayla sonuçlanabilir. Ya hadron çarpıştırıcısının başına böyle bir "başarı" gelirse?

Özellikle deneyciler, yıldızımızın sıcaklığının 100 bin katını aşan sıcaklıkların oluşmasına yol açan parçacık çarpışma süreçlerinin neden olmayacağını tam bir güvenle söyleyemedikleri için, dünyalılar neden haksız bir riske ihtiyaç duyuyor? zincirleme reaksiyon gezegendeki tüm maddelerden mi? Ya da İsviçre dağlarında ya da Fransız Rivierası'nda geçirilecek bir tatili ölümcül bir şekilde mahvedebilecek bir şey diyecekler...

Bilgi diktatörlüğü

İnsanlık daha azını çözemezken Büyük Hadron Çarpıştırıcısına neden ihtiyaç duyuldu? karmaşık görevler? susturmaya çalışma alternatif görüş yalnızca olayların gidişatının öngörülemezliği olasılığını doğrular.

Muhtemelen, insanın ilk ortaya çıktığı yerde, bu ikili özellik onun doğasında vardı - aynı anda hem iyilik yapmak hem de kendine zarar vermek. Belki hadron çarpıştırıcısının bize vereceği keşifler bize cevabı verecektir? Bu riskli deneye neden ihtiyaç duyulduğuna torunlarımız karar verecek.



Makaleyi beğendin mi? Arkadaşlarınızla paylaşın!