Hadronütköztető: a Start gombra. A Large Hadron Collider, miért? Hol van?

Története a gázpedál, amit ma ismerünk, mint a Large Hadron Collider indul, 2007 óta. Kezdetben úgy indult az időrendet a gázpedál a ciklotron. A készülék egy kis eszköz, amely könnyen elfér az asztalon. Aztán a történet gyorsítók fejlődött folyamatosan. Úgy tűnt, szinkrotron szinkrotron.

A történelem talán legszórakoztatóbb volt az időszak 1956-1957 év. Abban az időben a szovjet tudomány, különösen a fizika, nem marad el a külföldi testvérek. A felhalmozott éves tapasztalattal, a szovjet fizikus nevű Vladimir Veksler tett áttörést tudomány. Ők a legerősebb szinkrotronsugárzás idején jött létre. A munkaképesség volt 10 GeV (10 milliárd elektronvolt). Miután ez a felfedezés már létrehozott súlyos példát gyorsítók: Nagy Elektron-Pozitron, egy gyorsító svájci, Németországban, az Egyesült Államokban. Mindannyian egy közös cél érdekében - a tanulmány alapvető részecskék kvarkok.

A Large Hadron Collider-ben jött létre az első helyen erőfeszítéseinek köszönhetően az olasz fizikus. És az ő neve volt Carlo Rubbia, Nobel-díjas. Tevékenysége során Rubbia dolgozott rendezőként az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet. Úgy döntöttek, hogy építeni, és futtassa az LHC helyszíni kutatóközpont.

Amennyiben hadronütköztető?

Collider helyezni a határ Svájc és Franciaország. Hossza, kerülete 27 kilométer, és így ez az úgynevezett nagy. gyorsító gyűrű nyúlik vissza 50-175 méter. A mágnes 1232 van beállítva ütköztető. Ezek szupravezető, ami azt jelenti, lehet fejleszteni a maximális térerősség a gyorsulás, mivel az energia költségek ilyen mágnesek gyakorlatilag hiányzik. A teljes súlya az egyes mágnesek 3,5 tonna egy hossza 14,3 méter.

Mint minden fizikai tárgyat, a Large Hadron Collider hőt termel. Ezért szükséges, hogy folyamatosan jó. Erre a célra, hőmérsékletét 1,7 K segítségével 12 millió liter folyékony nitrogén. Ezen kívül, a folyékony hélium (700.000 liter) hűtéséhez használt, és ami a legfontosabb - a nyomást alkalmazunk, amely tízszer alacsonyabb, mint a normál légköri nyomáson.

Hőmérséklet 1.7 K Celsius jelentése -271 fok. Az ilyen hőmérsékleten majdnem közel abszolút nulla. Abszolút nulla hívják a legalacsonyabb korlátot, amely egy fizikai test.

A belső rész az alagút nem kevésbé érdekes. Vannak nióbium-titán szupravezető kábel lehetőségeket. A hossza 7600 kilométer. A teljes tömeg 1,200 tonna kábeleket. A belső tér a kábel - a plexus vezetékek 6300 egy teljes távolság 1,5 milliárd kilométert. Ez a hossz egyenlő 10 csillagászati egység. Például, a távolság a Föld-Nap 10 ilyen egység.

Ha beszélünk a földrajzi elhelyezkedés, azt lehet mondani, hogy a gyorsító gyűrű hazugság között, a városok és a Saint-Genis és Forno Voltaire található a francia oldalon, valamint a Marin és Vessurat - a svájci oldalon. Kis gyűrű, az úgynevezett PS mentén húzódik, a határ az átmérője.

Létjogosultságának

Annak érdekében, hogy válaszoljon a kérdésre, hogy „Mi az LHC”, akkor be kell kapcsolnia a tudósok. Sok tudós azt mondják, hogy ez a nagyszerű találmány az egész fennállásának időtartama tudomány, és a tudomány nélkül, amelyről ismert, hogy nekünk ma, csak nincs értelme. A létezés és a dob a Large Hadron Collider érdekes, hogy az ütközés részecskék az LHC egy robbanás. Minden finom részecskék szétszórják a különböző irányokba. Alkotnak új részecskék, amelyek magyarázatot adhatnak a létezését és jelentését a sok közül.

Az első dolog, hogy a tudósok próbálták megtalálni ezeket a részecskéket lezuhant - ez elméletileg megjósolt fizikus Peter Higgs elemi részecske az úgynevezett „Higgs-bozon”. Ez a lenyűgöző részecske egy hordozó információt, tartják. Mégis ez az úgynevezett „részecske Isten”. Nyitva lenne áthelyezni a tudósok, hogy megértsük a világegyetem. Meg kell jegyezni, hogy 2012-ben, július 4-én hadronütköztető (indítsa el részben sikerült), hogy segítsen megtalálni egy hasonló részecske. A mai napig, a tudósok próbálnak tanulni, hogy részletesen.

Meddig ...

Természetesen a kérdés azonnal felmerül, hogy miért vannak a tudósok olyan hosszú, hogy tanulmányozza ezeket a részecskéket. Ha van egy eszköz, akkor fuss, és minden alkalommal, amikor lőni egyre több adatot. Az a tény, hogy a munkát az LHC - ez egy drága öröm. Egy dob költség egy nagy összeget. Például az éves energia fogyasztás egyenlő a 800 millió. KW / h. Ez a felhasznált energia mennyiségét a város lakossága mintegy 100 ezer. Ember, az átlagos szabványoknak. Ez nem tartalmazza a karbantartási költségeket. A másik ok -, hogy az LHC robbanás következik be, amikor a poloska kötött protonok, hogy nagy mennyiségű adatot: egy számítógéppel olvasható információkat, hogy a feldolgozás sok időt. Még annak ellenére, hogy a számítógépek, hogy megkapja az információt, akár nagy a mai szabványoknak.

A másik ok - nem kevésbé híres sötét anyag. A tudósok dolgozó ütköztető ebben az irányban, afelől, hogy a látható tartományban a világegyetem mindössze 4%. Feltételezzük, hogy a többi - ez a sötét anyag és a sötét energia. Kísérletileg próbálják bizonyítani, hogy ez az elmélet helyességét.

Hadronütköztető: vagy ellen

Előadott elmélet sötét anyag kérdőjelezi biztonságát fennállásának az LHC. Felmerült a kérdés: „hadronütköztető: mellette vagy ellene?” Aggódott sok tudós. Minden nagy fejében a világ két kategóriába sorolhatók. „Ellenfelek” terjesztettek elő egy érdekes elmélet, hogy ha az ilyen anyag létezik, akkor kell az ellentétes részecske. És az ütközés részecskék a gázpedál sötétebb részét. Volt a veszélye, hogy a sötét rész és a rész, hogy látjuk az arcát. Akkor ez vezethet a halál a világegyetemben. Azonban, miután az első rajt LHC ez az elmélet már részben megtört.

Következő jelentősége jön egy robbanás a világegyetem, vagy inkább - a szülés. Úgy véljük, hogy az ütközés is megfigyelhető, hogy az univerzum viselkedett az első másodpercben a létezés. Az, ahogy utánanézett az eredete a Big Bang. Úgy véljük, hogy a részecske ütközés folyamat nagyon hasonlít az egyik, hogy volt az elején megszületett a világegyetem.

Legalább egy mesés ötlet, amely a tudósok ellenőrzött - ez egzotikus modellek. Hihetetlennek tűnik, de van olyan elmélet, amely azt sugallja, hogy vannak más dimenziók és világok, mint mi, emberek. És furcsa módon, a gáz- és tud segíteni.

Egyszerűen fogalmazva, a célból, hogy létezik a gázpedál, hogy megértsük, mi az univerzum, hogyan jött létre, bizonyítani vagy cáfolni meglévő elmélet, a részecskék és a kapcsolódó jelenségek. Persze, hogy évekbe telne, de minden kezdet, új felfedezések, hogy felborult a tudomány világában.

Tények a gázpedált

Mindenki tudja, hogy a gyorsító részecskék legfeljebb 99% a fény sebessége, de nem sokan tudják, hogy ez az arány megegyezik 99,9999991% -a fény sebessége. Ez a csodálatos alakja van értelme, mert a tökéletes design és erős mágnesek gyorsul. Tudomásul kell vennünk néhány kevésbé ismert tényeket.

A számok előállított részecskék közötti ütközések gyorsítás közben

A protonok száma az egy csomó	100 Mrd. (1011)
számú fürtök	az 2808
A száma elhaladó proton gerendák az érzékelő zóna	legfeljebb 31 millió. második zónákat 4
A száma részecskeütközéseket találkozásánál	20
Mennyiség ütközés adat	1,5 MB
Részecskemennyiségek Higgs	1 bit 2,5 másodpercenként (teljes nyaláb intenzitása és a megfelelően bizonyos feltevéseket a tulajdonságait a részecskék Higgs)

Mintegy 100 millió. Adatfolyamot, hogy jön a két fő detektorok a másodpercek kérdése, hogy több mint 100.000 CD-k. Alig egy hónappal a lemezek számát elérte olyan magasságban, hogy amikor megállapítják a verem, nem lenne elég ahhoz, hogy a hold. Ezért úgy döntöttek, hogy nem gyűjt az összes adatot, hogy jön a detektorok, de csak azok, akik használhatják az adatgyűjtési rendszert, ami valójában úgy működik, mint egy szűrő az adatokat. Úgy döntöttek, hogy rögzítse csak 100 bekövetkezett események idején a robbanás. Rögzített ezek az események lesznek archiválni az adatközpont az LHC-rendszer található, amely az Európai Részecskefizikai Laboratórium, aki egyben az a hely, a gázpedál helyzetét. Rögzítésre kerül az eseményeket, amelyek rögzítésre került, és azok, akik képviselik a tudományos közösség a legnagyobb érdeklődést.

utókezelő

A felvétel után száz kilobájt adatot kell feldolgozni. Erre a célra több mint két millió számítógépet található CERN. A cél ezeknek a számítógépek a feldolgozása a nyers adatok és a kialakulását a bázis, amely hasznos lesz a további elemzéshez. További generált adatfolyam lesz irányítva egy számítógépes hálózat GRID. Ez az online hálózat köti össze több ezer számítógépet, hogy található különböző intézmények szerte a világon, kötődik több mint száz nagy központok, amelyek székhelye három kontinensen. Minden ilyen pontok össze vannak kötve CERN optikai szálak - a maximális adatátviteli sebesség.

Apropó tények, meg kell említeni azt is, ami a szerkezet a fizikai mutatók. Alagút gyorsító egy eltérése 1,4% a vízszintes síkban. Erre azért került sor, az első helyre tenni a legtöbb gyorsító alagút monolit szikla. Így a mélység elhelyezése a szemközti oldalán különbözőek. Ha feltesszük a tó, amelynek székhelye Genf közelében, a mélység 50 méter. Az ellenkező rész mélysége 175 méter.

A dolog érdekessége, hogy holdfázisaik befolyásolja a gázpedált. Úgy tűnhet, mint egy távoli objektum működhet a távolból. De meg kell jegyezni, hogy teliholdkor, ha van egy túlfeszültség a földet a genfi, az emelkedő, mint 25 centiméter. Ez hatással van a hossza a gyorsító. Hossza és ezáltal megnövelik 1 mm, és a gerenda energiát változtatjuk 0,02%. Mivel az energia a fény vezérlő kell állapítani legfeljebb 0,002%, a kutatók figyelembe kell vennie ezt a jelenséget.

Érdekes még, hogy a gyorsító alagút alakú nyolcszög helyett egy kör, annyi van. Bezárt szögek rövid szakaszokat. Ezek úgy vannak elrendezve rögzített érzékelők és a rendszer, amely kezeli a gyorsított részecske nyaláb.

struktúra

Hadronütköztető, a dob, ami együtt jár sok részletet, és az izgalom a tudósok - egy csodálatos eszköz. Minden gyorsító két gyűrű. Kis gyűrű úgynevezett Protonszinkrotron vagy használja rövidítéseket - PS. Nagy gyűrű - Super Protonszinkrotron vagy SPS. Együtt a két gyűrű lehetővé teszi a diszperz rész 99,9% a fény sebessége. Így ütköztető növekszik, és az energia a protonok, növeli a teljes energia 16 alkalommal. Azt is lehetővé teszi a részecskék egymással ütköznek körülbelül 30 Mill. Idő / s. 10 órán át. 4 fő detektorok kapunk legfeljebb 100 terabájt digitális adatok másodpercenként. Adatok fogadása miatt egyes tényezők. Például, képes érzékelni az elemi részecskék, amelyek negatív elektromos töltést, és van egy fél-spin. Mivel ezek a részecskék nem stabil, akkor közvetlenül az érzékelés lehetetlen is lehetséges kimutatására csak az energia kerül kibocsátásra egy bizonyos szögben, hogy a fénysugár tengelye. Ez a lépés az úgynevezett első küszöbszint. Ezt követi több mint 100 különleges adatok kártyák, amelyek integrálva vannak a logikai végrehajtását. Ez a rész az jellemzi, hogy közben az adatok beérkezéséről válogatott több mint 100 tysyach adatblokkot egy másodperc alatt. Ezután ezeket az adatokat használjuk az analízishez, amelyek felhasználásával történik, egy magasabb szintű mechanizmus.

Next Level Systems fordítva kapnak információt a detektor áramlását. Szoftver detektor működik a hálózat. Ott akkor használja a nagyszámú számítógépet feldolgozni későbbi adatblokkokon között eltelt idő átlagosan a blokkok - 10 us. Programok létre kell hoznia egy jel a részecskék megfelelő az eredeti pontot. Az eredmény egy olyan adathalmaz kialakított álló lendület, energia, és más utat, amely során felmerült egy eseményt.

gyorsító alkatrészek

Minden gyorsító osztható 5 fő részből áll:

1) az elektron-pozitron gyorsító ütköztető. A rész a 7 tysyach mágnesek szupravezető tulajdonságokkal. Velük megy végbe a gyűrű alakú irányítja a fényt az alagút. És ők is koncentrálni egy gerendát az egyik áram, amelynek szélessége csökken a szélessége egy hajszál.

2) Kompakt muon mágnesszelep. Ez a detektor célja az általános célú. Ilyen detektor keresnek új jelenségeket, például keresni a Higgs-részecske.

3) detektor LHCb. Ennek jelentősége készülék keresni a kvarkok és a részecskék ellentétes őket - antiquarks.

4) A toroid telepítési ATLAS. Ez a detektor tervezték rögzítését müonokat.

5) Alice. Ez az érzékelő rögzíti a összeütköző ólomionoktól és proton-proton ütközések.

Nehézségek kiindulási az LHC

Annak ellenére, hogy a jelenléte nagy a technológia kiküszöböli a hibák lehetőségét a gyakorlatban minden más. Során a késés, valamint a szakadási idő a gázpedál egységet. Azt kell mondanom, hogy ez a váratlan helyzet nem volt. A készülék tartalmaz sok árnyalatok, és előírja az ilyen pontossággal, hogy a tudósok várják hasonló eredményeket. Például az egyik probléma, hogy szembe a tudósok az indításkor - az elutasítás a mágnes, amelynek középpontjában sugarak protonok közvetlenül az ütközés előtt. Ez a súlyos baleset okozta a pusztulását a mount elvesztése miatt szupravezető mágnes.

Ez a probléma merült fel 2007-ben. Mert ez, a dob a gyorsító többször elhalasztották, és júniusban a dob került sor, majdnem egy évvel Collider sem kezdődött.

Az utolsó dob a gyorsító sikeres volt, akkor összegyűjti a sok terabyte adatot.

Hadronütköztető, a dob lezajlott április 5-én, 2015-ben, sikeresen működik. A hónap során a gerendák fogja üldözni a gyűrű körül, fokozatosan növekvő erővel. A célkitűzések a tanulmány, mint olyan, nem. ütközési energia gerendák növekedni fog. Az érték a felvonó 7-13 TeV TeV. Ez a növekedés lehetővé teszi, hogy lásd az új lehetőségeket az ütközés részecskék.

2013-ban és 2014-ben. volt súlyos műszaki ellenőrzések alagutak, gyorsítók, érzékelők és egyéb eszközök. Az eredmény 18 bipoláris mágnest szupravezető funkciót. Meg kell jegyezni, hogy a teljes számuk 1.232 darab. Ugyanakkor a fennmaradó mágnesek nem maradt észrevétlen. Ellenkező esetben cseréljük ki elleni védelem rendszerének lehűlés, tedd javult. Is javította a hűtőrendszer a mágnesek. Ez lehetővé teszi számukra, hogy továbbra is alacsony hőmérsékleten, és a maximális teljesítmény.

Ha minden jól megy, a következő indításkor a gázpedál kerül sor csak három év után. Át ezt az időszakot a tervek tervezett munka javítása, műszaki vizsgálata a gyorsító.

Meg kell jegyezni, hogy a javítási költségek egy fillért sem, anélkül, hogy figyelembe véve a költség. Hadronütköztető, mivel a 2010-es értéke egyenlő 7,5 milliárd. Euro. Ez a szám mutatja a teljes projekt az első helyen a listán a legdrágább projekt a tudomány történetében.

Friss hírek

Hadronütköztető, a dob lezajlott a szünet után, sikeres volt. Érdekes adatokat gyűjtöttek. Például bizonyítékot arra, hogy a modern ötlet a helyes részecskéket. Ez tette lehetővé, köszönhetően a megfelelő működése CMS és LHCb detektorok. Ezek az érzékelők bomlás BS fogott két mezon, amely közvetlen bizonyítékot hűség a modern elméletek.

Érdemes azt kérdezi a kérdést, hogy hogyan is azt bizonyítja ezt az elméletet. Ennek egyik módja - ez a rögzítés új részecskék. Azaz, ha egy ütközés lesz az új elemi részecskék, ami azt jelenti, hogy a modern elmélet felül kell vizsgálni.

A tudósok felhívta a figyelmet a részecske mivel meg tudja mutatni, vagy legalábbis az ajtót irányába szuperszimmetria. Ez egy jó kezdet a további tanulmányok és a munka a Tudományos Kutatási Központ Genfben.

Mi a következő lépés?

Miután fog történni korszerűsítése a gyorsító feladata lesz további vizsgálat részecskéket. Különösen szükség lesz, hogy többet tudjon a Higgs-bozon. Annak ellenére, hogy erre a felfedezés elnyerte a Nobel-díjat, nem minden a tulajdonságok teljesen tisztázott és bizonyított. Ezért a tudósok hosszú és nehéz munka a tanulmány ennek a csodálatos részecskéket.

Ezen felül, akkor tovább kell dolgoznunk bizonyítani vagy cáfolni az elmélet a szuperszimmetria. Bár úgy tűnik, egy kicsit fantasztikus, de joga van létezni. Nem hiszem, hogy minden figyelmet kap csak az első fontos szerepet játszanak az egyes projektek saját kutatócsoport, akik ezen a területen.

Természetesen ez nem minden a feladatokat, amelyeket meg kell oldani, hogy a tudósok. Minden új terabyte információt kapott egy listát a kérdés folyamatosan kiegészítve, és válaszoltak is felnézett az évek során.