Ang Large Hadron Collider ay tinawag na "Doomsday Machine" o ang susi sa misteryo ng uniberso, ngunit hindi maikakaila ang kahalagahan nito.

Tulad ng sinabi ng sikat na British thinker na si Bertrand Russell: "- ito ang alam mo, ang pilosopiya ay ang hindi mo alam." Tila ang tunay na kaalamang pang-agham ay matagal nang nahiwalay sa mga pinagmulan nito, na matatagpuan sa pilosopikal na pananaliksik ng sinaunang Greece, ngunit hindi ito ganap na totoo.

Sa buong ikadalawampu siglo, sinubukan ng mga siyentipiko na hanapin sa agham ang sagot sa tanong ng istruktura ng mundo. Ang prosesong ito ay katulad ng paghahanap para sa kahulugan ng buhay: isang malaking bilang ng mga teorya, pagpapalagay at kahit na mga nakatutuwang ideya. Anong mga konklusyon ang nakuha ng mga siyentipiko sa simula ng ika-21 siglo?

Ang buong mundo ay binubuo ng elementarya na mga particle, na siyang mga huling anyo ng lahat ng bagay na umiiral, iyon ay, yaong hindi maaaring hatiin sa mas maliliit na elemento. Kabilang dito ang mga proton, electron, neutron, at iba pa. Ang mga particle na ito ay patuloy na nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Sa simula ng ating siglo, ito ay ipinahayag sa 4 na pangunahing uri: gravitational, electromagnetic, malakas at mahina. Ang una ay inilarawan ng Pangkalahatang Teorya ng Relativity, ang iba pang tatlo ay pinagsama sa loob ng balangkas ng Pamantayang Modelo (teoryang quantum). Iminungkahi din na mayroong isa pang pakikipag-ugnayan, na kalaunan ay tinawag na "Higgs field".

Unti-unti, ang ideya ng pagsasama-sama ng lahat ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan sa loob ng balangkas ng " teorya ng lahat", na sa una ay itinuturing na isang biro, ngunit mabilis na lumago sa isang malakas na direksyong pang-agham. Bakit kailangan ito? Ang lahat ay simple! Kung walang pag-unawa sa kung paano gumagana ang mundo, para tayong mga langgam sa isang artipisyal na pugad—hindi tayo lalampas sa ating mga limitasyon. Ang kaalaman ng tao ay hindi maaaring (mabuti, o paalam hindi maaaring, kung ikaw ay isang optimista) sakupin ang istraktura ng mundo sa kabuuan nito.

Isa sa mga pinakatanyag na teorya na nagsasabing "yakapin ang lahat" ay isinasaalang-alang teorya ng string. Ito ay nagpapahiwatig na ang buong Uniberso at ang ating buhay ay multidimensional. Sa kabila ng nabuong teoretikal na bahagi at suporta ng mga sikat na physicist tulad nina Brian Greene at Stephen Hawking, wala itong pang-eksperimentong kumpirmasyon.

Ang mga siyentipiko, pagkaraan ng mga dekada, ay napagod sa pagsasahimpapawid mula sa mga stand at nagpasya na bumuo ng isang bagay na dapat minsan at magpakailanman ay tuldok sa i's. Para dito, nilikha ang pinakamalaking pang-eksperimentong pasilidad sa mundo - Malaking Hadron Collider (LHC).

"Sa nakabangga!"

Ano ang isang collider? Sa mga pang-agham na termino, ito ay isang sisingilin na particle accelerator na idinisenyo upang pabilisin ang mga elementarya na particle upang higit na maunawaan ang kanilang pakikipag-ugnayan. Sa mga termino ng karaniwang tao, ito ay isang malaking arena (o sandbox, kung gusto mo) kung saan nakikipaglaban ang mga siyentipiko upang patunayan ang kanilang mga teorya.

Sa unang pagkakataon, ang ideya na banggain ang mga elementarya na particle at makita kung ano ang mangyayari ay nagmula sa American physicist na si Donald William Kerst noong 1956. Iminungkahi niya na salamat dito, ang mga siyentipiko ay magagawang tumagos sa mga lihim ng uniberso. Mukhang ano ang mali sa pagtulak ng dalawang sinag ng mga proton kasama ng kabuuang enerhiya na isang milyong beses na mas malaki kaysa sa thermonuclear fusion? Angkop ang mga panahon: ang cold war, ang arm race at lahat ng iyon.

Ang kasaysayan ng paglikha ng LHC

Brücke-Osteuropa / wikimedia.org
(CC0 1.0)

Ang ideya ng paglikha ng isang accelerator para sa pagkuha at pag-aaral ng mga sisingilin na particle ay lumitaw noong unang bahagi ng 1920s, ngunit ang mga unang prototype ay nilikha lamang noong unang bahagi ng 1930s. Sa una, sila ay mga high-voltage linear accelerators, iyon ay, ang mga sisingilin na particle ay inilipat sa isang tuwid na linya. Ang bersyon ng singsing ay ipinakilala noong 1931 sa USA, pagkatapos ay nagsimulang lumitaw ang mga katulad na aparato sa isang bilang ng mga binuo na bansa - Great Britain, Switzerland, at USSR. Nakuha nila ang pangalan mga cyclotron, at nang maglaon ay nagsimulang aktibong gamitin upang lumikha ng mga sandatang nuklear.

Dapat pansinin na ang halaga ng pagbuo ng isang particle accelerator ay hindi kapani-paniwalang mataas. Ang Europa, na gumanap ng hindi pangunahing papel sa panahon ng Cold War, ay nag-atas sa paglikha nito European Organization for Nuclear Research (madalas basahin ang CERN sa Russian), na kalaunan ay nagsagawa ng pagtatayo ng LHC.

Ang CERN ay nilikha sa kalagayan ng pag-aalala ng komunidad ng mundo tungkol sa nuclear research sa US at USSR, na maaaring humantong sa pangkalahatang pagpuksa. Samakatuwid, nagpasya ang mga siyentipiko na magsanib-puwersa at idirekta sila sa isang mapayapang direksyon. Noong 1954, natanggap ng CERN ang opisyal na kapanganakan nito.

Noong 1983, sa ilalim ng tangkilik ng CERN, ang W at Z boson ay natuklasan, pagkatapos nito ang tanong ng pagtuklas ng mga Higgs boson ay naging sandali lamang. Sa parehong taon, nagsimula ang trabaho sa pagtatayo ng Large Electron-Positron Collider (LEPC), na may mahalagang papel sa pag-aaral ng mga natuklasang boson. Gayunpaman, kahit na noon ay naging malinaw na ang kapasidad ng nilikha na aparato ay malapit nang hindi sapat. At noong 1984, napagpasyahan na itayo ang LHC, kaagad pagkatapos na lansagin ang BEPC. Ito ang nangyari noong 2000.

Ang pagtatayo ng LHC, na nagsimula noong 2001, ay pinadali ng katotohanan na ito ay naganap sa lugar ng dating BEPK, sa lambak ng Lake Geneva. Kaugnay ng mga isyu sa financing (noong 1995 ang gastos ay tinatayang 2.6 bilyong Swiss franc, noong 2001 ay lumampas ito sa 4.6 bilyon, noong 2009 umabot ito sa 6 bilyong dolyar).

Sa ngayon, ang LHC ay matatagpuan sa isang tunel na may circumference na 26.7 km at dumadaan sa mga teritoryo ng dalawang bansa sa Europa nang sabay-sabay - France at Switzerland. Ang lalim ng tunnel ay nag-iiba mula 50 hanggang 175 metro. Dapat ding tandaan na ang enerhiya ng banggaan ng mga proton sa accelerator ay umabot sa 14 teraelectronvolts, na 20 beses na mas mataas kaysa sa mga resulta na nakamit gamit ang BEPC.

"Ang pag-usisa ay hindi isang bisyo, ngunit isang malaking kasuklam-suklam"

Ang 27 km tunnel ng CERN collider ay matatagpuan 100 metro sa ilalim ng lupa malapit sa Geneva. Matatagpuan dito ang malalaking superconducting electromagnets. Sa kanan ay mga bagon ng transportasyon. Juhanson/wikipedia.org (CC BY-SA 3.0)

Bakit kailangan itong gawa ng tao na “doomsday machine”? Inaasahan ng mga siyentipiko na makita ang mundo kung paano ito kaagad pagkatapos ng Big Bang, iyon ay, sa panahon ng pagbuo ng bagay.

Mga layunin, na itinakda ng mga siyentipiko sa panahon ng pagtatayo ng LHC:

1. Kumpirmasyon o pagtanggi sa Standard Model upang higit na makalikha ng "teorya ng lahat".
2. Patunay ng pagkakaroon ng Higgs boson bilang isang particle ng ikalimang pangunahing pakikipag-ugnayan. Ito, ayon sa teoretikal na pananaliksik, ay dapat makaapekto sa mga elektrikal at mahina na pakikipag-ugnayan, na sinisira ang kanilang simetrya.
3. Ang pag-aaral ng mga quark, na isang pangunahing particle, na 20 libong beses na mas maliit kaysa sa mga proton na binubuo ng mga ito.
4. Pagkuha at pag-aaral ng dark matter, na bumubuo sa karamihan ng uniberso.

Ang mga ito ay malayo sa mga tanging layunin na itinalaga ng mga siyentipiko sa LHC, ngunit ang iba ay higit na nauugnay o puro teoretikal.

Ano ang nakamit?

Walang alinlangan, ang pinakamalaki at pinakamahalagang tagumpay ay ang opisyal na kumpirmasyon ng pagkakaroon Higgs boson. Ang pagtuklas ng ikalimang pakikipag-ugnayan (Higgs field), na, ayon sa mga siyentipiko, ay nakakaapekto sa pagkuha ng masa ng lahat ng elementarya na mga particle. Ito ay pinaniniwalaan na kapag ang symmetry ay nasira sa panahon ng pagkilos ng Higgs field sa ibang mga field, ang W at Z boson ay nagiging napakalaking. Ang pagkatuklas ng Higgs boson ay napakahalaga sa kahalagahan nito na maraming mga siyentipiko ang nagbigay sa kanila ng pangalang "divine particle".

Ang mga quark ay pinagsama sa mga particle (proton, neutron, at iba pa), na tinatawag hadrons. Sila ang bumibilis at bumangga sa LHC, kaya ang pangalan nito. Sa panahon ng operasyon ng collider, napatunayan na imposibleng ihiwalay ang isang quark mula sa isang hadron. Kung susubukan mong gawin ito, bubunutin mo lang ang isa pang uri ng elementarya mula sa, halimbawa, isang proton - meson. Sa kabila ng katotohanan na ito ay isa lamang sa mga hadron at hindi nagdadala ng anumang bago sa sarili nito, ang karagdagang pag-aaral ng pakikipag-ugnayan ng mga quark ay dapat na isagawa nang tumpak sa maliliit na hakbang. Sa pagsasaliksik sa mga pangunahing batas ng paggana ng Uniberso, ang pagmamadali ay mapanganib.

Bagama't ang mga quark mismo ay hindi natuklasan sa proseso ng paggamit ng LHC, ang kanilang pag-iral ay itinuturing bilang isang abstraction ng matematika hanggang sa isang tiyak na punto. Ang unang naturang mga particle ay natagpuan noong 1968, ngunit noong 1995 lamang na opisyal na napatunayan ang pagkakaroon ng isang "tunay na quark". Ang mga resulta ng mga eksperimento ay nakumpirma sa pamamagitan ng posibilidad ng pagpaparami ng mga ito. Samakatuwid, ang pagkamit ng isang katulad na resulta ng LHC ay itinuturing hindi bilang isang pag-uulit, ngunit bilang isang pinagsama-samang patunay ng kanilang pag-iral! Kahit na ang problema sa katotohanan ng quark ay hindi nawala kahit saan, dahil sila ay simple hindi maiisa-isa mula sa hadrons.

Ano ang mga plano?

Hans G / flickr.com (CC BY-SA 2.0)

Ang pangunahing gawain ng paglikha ng isang "teorya ng lahat" ay hindi nalutas, ngunit ang teoretikal na pag-aaral ng mga posibleng opsyon para sa pagpapakita nito ay isinasagawa. Hanggang ngayon, ang isa sa mga problema ng pag-iisa ng General Theory of Relativity at ang Standard Model ay ang kanilang magkakaibang saklaw, at samakatuwid ang pangalawa ay hindi isinasaalang-alang ang mga tampok ng una. Samakatuwid, mahalagang lumampas sa Standard Model at maabot ang bingit bagong physics.

Supersymmetry - Naniniwala ang mga siyentipiko na ito ay nag-uugnay sa bosonic at fermionic na mga patlang ng quantum, kaya't maaari silang maging isa't isa. Ang ganitong uri ng conversion na lumalampas sa saklaw ng Standard Model, dahil may teorya na ang simetriko na pagmamapa ng mga quantum field ay batay sa gravitons. Ang mga ito, ayon sa pagkakabanggit, ay maaaring isang elementarya na particle ng gravity.

Boson Madala- ang hypothesis ng pagkakaroon ng Madala boson ay nagmumungkahi na may ibang larangan. Tanging kung ang Higgs boson ay nakikipag-ugnayan sa mga kilalang particle at matter, kung gayon ang Madala boson ay nakikipag-ugnayan sa madilim na bagay. Sa kabila ng katotohanan na sinasakop nito ang isang malaking bahagi ng Uniberso, ang pagkakaroon nito ay hindi kasama sa balangkas ng Standard Model.

Microscopic black hole isa sa mga pananaliksik ng LHC ay ang paggawa ng black hole. Oo, oo, eksakto ang itim na lugar na iyon sa outer space. Sa kabutihang palad, walang makabuluhang pag-unlad ang nagawa sa direksyong ito.

Ngayon, ang Large Hadron Collider ay isang multi-purpose research center, sa batayan kung saan ang mga teorya ay nilikha at eksperimento na nakumpirma na makakatulong sa amin na mas maunawaan ang istraktura ng mundo. Ang mga alon ng pagpuna ay madalas na tumataas sa paligid ng isang bilang ng mga patuloy na pag-aaral na may tatak na mapanganib, kabilang ang mula kay Stephen Hawking, ngunit ang laro ay talagang nagkakahalaga ng kandila. Hindi tayo makakapaglayag sa itim na karagatan na tinatawag na Universe na may kapitan na walang mapa, walang compass, walang pangunahing kaalaman sa mundo sa paligid natin.

Kung makakita ka ng error, mangyaring i-highlight ang isang piraso ng teksto at i-click Ctrl+Enter.

Ilang taon na ang nakalilipas, wala akong ideya kung ano ang nabangga ng hadron, ang Higgs Boson, at kung bakit libu-libong mga siyentipiko sa buong mundo ang nagtatrabaho sa isang malaking pisikal na kampus sa hangganan ng Switzerland at France, na nagbabaon ng bilyun-bilyong dolyar sa lupa.
Pagkatapos para sa akin, tulad ng maraming iba pang mga naninirahan sa planeta, ang ekspresyong Large Hadron Collider, ang kaalaman sa mga elementarya na particle na nagbabanggaan dito sa bilis ng liwanag at isa sa mga pinakadakilang pagtuklas ng mga kamakailang panahon, ang Higgs Boson, ay naging pamilyar.

Kaya naman, noong kalagitnaan ng Hunyo, nagkaroon ako ng pagkakataon na makita sa sarili kong mga mata kung ano ang napakaraming pinag-uusapan at kung ano ang napakaraming magkasalungat na tsismis na kumakalat.
Ito ay hindi lamang isang maikling iskursiyon, ngunit isang buong araw na ginugol sa pinakamalaking laboratoryo ng nuclear physics sa mundo - CERN. Dito namin pinamamahalaang makipag-usap sa mga physicist mismo, at nakakita ng maraming mga kagiliw-giliw na bagay sa pang-agham na kampus na ito, bumaba sa banal ng mga banal - ang Large Hadron Collider (at pagkatapos ng lahat, kapag ito ay inilunsad at isinasagawa ang mga pagsubok, ang anumang pag-access dito mula sa labas ay imposible), bisitahin ang pabrika para sa paggawa ng mga higanteng magnet para sa collider, sa Atlas center, kung saan sinusuri ng mga siyentipiko ang data na nakuha sa collider, lihim na binisita ang pinakabagong linear collider na nasa ilalim ng konstruksiyon at kahit na, halos tulad sa isang paghahanap, halos maglakad sa matitinik na landas ng elementarya, mula sa dulo hanggang sa tuktok. At tingnan kung saan magsisimula ang lahat...
Ngunit tungkol sa lahat ng ito sa magkahiwalay na mga post. Ngayon lang ang Large Hadron Collider.
Kung matatawag nga lang, ayaw intindihin ng utak ko kung PAANO unang naimbento at itatayo ang ganyan.

2. Maraming taon na ang nakalipas ang larawang ito ay naging tanyag sa buong mundo. Maraming naniniwala na ito ang Big Hadron sa konteksto. Sa katunayan, ito ay isang seksyon ng isa sa pinakamalaking detector - CMS. Ang diameter nito ay halos 15 metro. Hindi ito ang pinakamalaking detector. Ang diameter ng atlas ay humigit-kumulang 22 metro.

3. Upang halos maunawaan kung ano ito sa pangkalahatan at kung gaano kalaki ang collider, tingnan natin ang satellite map.
Ito ay isang suburb ng Geneva, napakalapit sa Lake Geneva. Dito nakabatay ang malaking kampus ng CERN, na tatalakayin ko nang hiwalay sa ibang pagkakataon, at ang isang grupo ng mga collider ay matatagpuan sa ilalim ng lupa sa iba't ibang kalaliman. Oo Oo. Hindi siya nag-iisa. May sampu sila. Ang Large Hadron ay pinakoronahan lamang ang istrakturang ito, sa makasagisag na pagsasalita, na kumukumpleto sa kadena ng mga collider kung saan ang mga elementarya na particle ay pinabilis. Tatalakayin ko rin ito nang hiwalay, kasama ang particle mula sa Large (LHC) hanggang sa pinakauna, linear na Linac.
Ang LHC ring ay halos 27 kilometro ang lapad at nasa lalim na mahigit 100 metro lamang (ang pinakamalaking singsing sa figure).
Ang LHC ay may apat na detector - Alice, Atlas, LHCb at CMS. Bumaba kami sa CMS detector.

4. Bilang karagdagan sa apat na detektor na ito, ang natitirang bahagi ng espasyo sa ilalim ng lupa ay isang tunel, kung saan mayroong tuluy-tuloy na gat ng mga asul na segment na ito. Ito ay mga magnet. Mga higanteng magnet, kung saan nilikha ang isang nakatutuwang magnetic field, kung saan gumagalaw ang mga elementary particle sa bilis ng liwanag.
Mayroong 1734 sa kanila sa kabuuan.

5. Sa loob ng magnet ay isang kumplikadong istraktura. Mayroong maraming lahat dito, ngunit ang pinaka-basic ay dalawang guwang na tubo sa loob, kung saan lumilipad ang mga proton beam.
Sa apat na lugar (sa parehong mga detektor) ang mga tubo na ito ay nagsalubong at ang mga proton beam ay nagbanggaan. Sa mga lugar kung saan sila nagbanggaan, ang mga proton ay nakakalat sa iba't ibang mga particle, na naayos ng mga detektor.
Ito ay para maikling pag-usapan kung ano ang kalokohang ito at kung paano ito gumagana.

6. Kaya, June 14, umaga, CERN. Dumating kami sa isang hindi mahahalata na bakod na may gate at isang maliit na gusali sa teritoryo.
Ito ang pasukan sa isa sa apat na detector ng Large Hadron Collider - CMS.
Dito gusto kong huminto ng kaunti upang pag-usapan kung paano kami nakarating dito at salamat kung kanino.
At lahat ng ito ay "kasalanan" ni Andrey, ang aming tao na nagtatrabaho sa CERN, at salamat kung kanino ang aming pagbisita ay hindi isang uri ng maikling nakakainip na iskursiyon, ngunit hindi kapani-paniwalang kawili-wili at puno ng isang malaking halaga ng impormasyon.
Si Andrei (nakasuot siya ng berdeng T-shirt) ay hindi kailanman laban sa mga panauhin at laging masaya na mag-ambag sa pagbisita sa Mecca ng nuclear physics.
Alam mo kung ano ang kawili-wili? Ito ang access mode sa Collider at sa CERN sa pangkalahatan.
Oo, ang lahat ay nasa magnetic card, ngunit ... ang isang empleyado na may kanyang pass ay may access sa 95% ng teritoryo at mga bagay.
At tanging ang mga may mas mataas na antas ng panganib sa radiation ang nangangailangan ng espesyal na pag-access - ito ay nasa loob mismo ng collider.
At kaya - nang walang mga problema, ang mga empleyado ay gumagalaw sa paligid ng teritoryo.
Sa isang sandali - bilyun-bilyong dolyar at marami sa mga pinaka hindi kapani-paniwalang kagamitan ang namuhunan dito.
At pagkatapos ay naaalala ko ang ilang mga inabandunang bagay sa Crimea, kung saan ang lahat ay pinutol nang mahabang panahon, ngunit, gayunpaman, ang lahat ay mega-lihim, hindi mo ito ma-shoot sa anumang kaso, at ang bagay ay alam ng Diyos kung ano ang isang estratehikong isa.
Kaya lang, ang mga tao dito ay nag-iisip nang sapat gamit ang kanilang mga ulo.

7. Ito ang hitsura ng teritoryo ng CMS. Walang pakitang-tao para sa iyo sa panlabas at mga super-kotse sa paradahan. Pero kaya naman nila. Walang kailangan.

8. Ang CERN, bilang nangungunang sentro ng pananaliksik sa mundo sa larangan ng pisika, ay gumagamit ng iba't ibang direksyon sa mga tuntunin ng PR. Isa na rito ang tinatawag na "Tree".
Sa loob ng balangkas nito, inaanyayahan ang mga guro ng paaralan sa pisika mula sa iba't ibang bansa at lungsod. Ang mga ito ay ipinapakita at sinasabi dito. Pagkatapos ay bumalik ang mga guro sa kanilang mga paaralan at iulat ang kanilang nakita sa mga mag-aaral. Ang isang tiyak na bilang ng mga mag-aaral, na inspirasyon ng kuwento, ay nagsimulang mag-aral ng pisika nang may malaking interes, pagkatapos ay pumunta sa mga unibersidad para sa mga pisikal na espesyalidad at sa hinaharap, marahil ay makapagtrabaho pa rito.
Ngunit habang nag-aaral pa ang mga bata, may pagkakataon din silang bumisita sa CERN at, siyempre, bumaba sa Large Hadron Collider.
Ilang beses sa isang buwan, ang mga espesyal na "bukas na araw" ay gaganapin dito para sa mga magagaling na bata mula sa iba't ibang bansa na mahilig sa physics.
Pinipili sila ng mismong mga guro na nasa puso ng punong ito at nagsumite ng mga panukala sa tanggapan ng CERN sa Switzerland.
Nagkataon, sa araw na dumating kami upang makita ang Large Hadron Collider, isa sa mga naturang grupo mula sa Ukraine ang dumating dito - mga bata, mga mag-aaral ng Small Academy of Sciences, na pumasa sa isang mahirap na kumpetisyon. Kasama nila, bumaba kami sa lalim na 100 metro, hanggang sa pinakapuso ng Collider.

9. Kaluwalhatian kasama ang aming mga badge.
Ang mga ipinag-uutos na elemento ng mga physicist na nagtatrabaho dito ay isang helmet na may flashlight at mga bota na may metal plate sa daliri ng paa (upang protektahan ang mga daliri kapag bumaba ang karga)

10. Mga mahuhusay na bata na mahilig sa pisika. Sa ilang minuto ay matutupad na ang kanilang lugar - bababa sila sa Large Hadron Collider

11. Ang mga manggagawa ay naglalaro ng domino at nagpapahinga bago ang susunod na shift sa ilalim ng lupa.

12. Control at management center CMS. Pangunahing data mula sa mga pangunahing sensor na nagpapakilala sa paggana ng kawan ng system dito.
Sa panahon ng operasyon ng collider, isang pangkat ng 8 katao ang nagtatrabaho dito sa buong orasan.

13. Dapat sabihin na sa sandaling ang Large Hadron Collider ay itinigil sa loob ng dalawang taon upang magsagawa ng programa ng pagkumpuni at modernisasyon ng collider.
Ang katotohanan ay 4 na taon na ang nakalilipas ay nagkaroon ng aksidente dito, pagkatapos nito ay hindi gumana ang collider sa buong kapasidad (pag-uusapan ko ang aksidente sa susunod na post).
Pagkatapos ng modernisasyon, na magtatapos sa 2014, dapat itong gumana sa mas malaking kapasidad.
Kung gumagana ngayon ang collider, siguradong hindi natin ito mabibisita

14. Sa isang espesyal na teknikal na elevator, bumaba kami sa lalim na higit sa 100 metro, kung saan matatagpuan ang Collider.
Ang elevator ay ang tanging paraan ng pagliligtas ng mga tauhan kung sakaling magkaroon ng emergency, bilang walang hagdan dito. Ibig sabihin, ito ang pinakaligtas na lugar sa CMS.
Ayon sa mga tagubilin, sa kaso ng isang alarma, ang lahat ng mga tauhan ay dapat na agad na pumunta sa elevator.
Ang labis na presyon ay nilikha dito upang sa kaso ng usok, ang usok ay hindi nakapasok sa loob at ang mga tao ay hindi nalason.

15. Nag-aalala si Boris na walang usok

16. Malalim. Narito ang lahat ay napuno ng mga komunikasyon

17. Walang katapusang milya ng mga wire at data cable

18. Mayroong isang malaking bilang ng mga tubo. Ang tinatawag na cryogenics. Ang katotohanan ay sa loob ng mga magnet helium ay ginagamit para sa paglamig. Ang paglamig ng iba pang mga sistema ay kinakailangan din, pati na rin ang haydrolika.

19. Mayroong isang malaking bilang ng mga server na matatagpuan sa mga silid sa pagpoproseso ng data na matatagpuan sa detector.
Ang mga ito ay naka-grupo sa tinatawag na hindi kapani-paniwalang performance trigger.
Halimbawa, ang unang trigger sa 3 millisecond mula sa 40,000,000 na kaganapan ay dapat pumili ng humigit-kumulang 400 at ilipat ang mga ito sa pangalawang trigger - ang pinakamataas na antas.

20. Fiber optic na kabaliwan.
Ang mga silid ng computer ay matatagpuan sa itaas ng detektor, bilang mayroong isang napakaliit na magnetic field na hindi nakakasagabal sa pagpapatakbo ng electronics.
Hindi posibleng mangolekta ng data sa mismong detector.

21. Global trigger. Ito ay binubuo ng 200 mga kompyuter

22. Ano ang Apple? Dell!!!

23. Ang mga kabinet ng server ay ligtas na nakakandado

24. Isang nakakatawang pagguhit sa isa sa mga lugar ng trabaho ng operator.

25. Sa pagtatapos ng 2012, ang Higgs Boson ay natuklasan bilang isang resulta ng isang eksperimento sa Large Hadron Collider, at ang kaganapang ito ay malawak na napansin ng mga manggagawa ng CERN.
Ang mga bote ng champagne ay hindi itinapon pagkatapos ng pagdiriwang, sa paniniwalang ito ay simula lamang ng magagandang bagay

26. Sa paglapit sa mismong detector, may mga palatandaan na nagbabala ng panganib sa radiation sa lahat ng dako.

26. Ang lahat ng empleyado ng Collider ay may mga personal na dosimeter, na dapat nilang dalhin sa mambabasa at itala ang kanilang lokasyon.
Ang dosimeter ay nag-iipon ng antas ng radiation at, sa kaso ng paglapit sa limitasyon ng dosis, ipaalam sa empleyado, at nagpapadala din ng data online sa control post, nagbabala na mayroong isang tao na malapit sa collider na nasa panganib.

27. Sa harap ng detector, isang top-level na access system.
Maaari kang pumasok sa pamamagitan ng pag-attach ng personal card, dosimeter at pagpasa ng retinal scan

28. Ang ginagawa ko

29. At narito ito - ang detektor. Ang isang maliit na tibo sa loob ay isang bagay na katulad ng isang drill chuck, na naglalaman ng mga malalaking magnet na ngayon ay tila medyo maliit. Sa ngayon, walang magnet, kasi. sumasailalim sa modernisasyon

30. Sa kondisyong gumagana, ang detektor ay konektado at mukhang isang solong kabuuan

31. Ang bigat ng detektor ay 15 libong tonelada. Isang hindi kapani-paniwalang magnetic field ang nilikha dito.

32. Ihambing ang laki ng detector sa mga tao at makinarya na gumagana sa ibaba

33. Mga asul na cable - kapangyarihan, pula - data

34. Kapansin-pansin, sa panahon ng operasyon, ang Big Hadron ay kumonsumo ng 180 megawatts ng kuryente kada oras.

35. Kasalukuyang gawain sa pagpapanatili ng sensor

36. Maraming sensor

37. At ang kapangyarihan sa kanila ... bumalik ang optical fiber

38. Ang hitsura ng isang hindi kapani-paniwalang matalinong tao.

39. Lumilipad ang isang oras at kalahati sa ilalim ng lupa na parang limang minuto ... Nang bumangon pabalik sa mortal na lupa, hindi mo sinasadyang isipin ... PAANO ito magagawa.
At BAKIT nila ito ginagawa...

Petsa ng publikasyon: 09/17/2012

Ano ang Large Hadron Collider? Bakit kailangan? Maaari ba itong maging sanhi ng katapusan ng mundo? Hatiin natin ang lahat.

Ano ang BAK?

Ito ay isang malaking annular tunnel, katulad ng isang particle dispersal pipe. Matatagpuan ito sa lalim na humigit-kumulang 100 metro sa ilalim ng teritoryo ng France at Switzerland. Ang mga siyentipiko mula sa buong mundo ay lumahok sa pagtatayo nito.

Ang LHC ay binuo upang mahanap ang Higgs boson, ang mekanismo na nagbibigay ng mass ng mga particle. Ang pangalawang layunin ay pag-aralan din ang mga quark - ang pangunahing mga particle na bumubuo sa mga hadron (kaya't tinawag na "hadron" collider).

Maraming tao ang walang muwang na naniniwala na ang LHC ay ang tanging particle accelerator sa mundo. Gayunpaman, higit sa isang dosenang collider ang naitayo sa buong mundo mula noong 1950s. Ang LHC ay itinuturing na pinakamalaking - ang haba nito ay 25.5 km. Bilang karagdagan, ang istraktura nito ay may kasamang isa pa, mas maliit sa diameter, accelerator.

LHC at media

Mula nang magsimula ang konstruksiyon, maraming mga artikulo ang lumitaw tungkol sa mataas na gastos at panganib ng accelerator. Karamihan sa mga tao ay naniniwala na ang pera ay nasayang, at hindi maintindihan kung bakit kinakailangan na gumastos ng napakaraming pera at pagsisikap upang makahanap ng ilang uri ng butil.

Una, ang LHC ay hindi ang pinakamahal na proyektong pang-agham sa kasaysayan. Sa timog ng France ay ang sentrong pang-agham ng Cadarache na may mamahaling thermonuclear reactor. Ang Cadarache ay itinayo sa suporta ng 6 na bansa (kabilang ang Russia); sa ngayon, humigit-kumulang 20 bilyong dolyar na ang namuhunan dito. Pangalawa, ang pagtuklas ng Higgs boson ay magdadala ng maraming rebolusyonaryong teknolohiya sa mundo. Bilang karagdagan, noong naimbento ang unang cell phone, negatibong nakilala ng mga tao ang kanyang imbensyon ...

Paano gumagana ang BAC?

Ang LHC ay nagbabanggaan ng mga sinag ng mga particle sa mataas na bilis at sinusubaybayan ang kanilang kasunod na pag-uugali at pakikipag-ugnayan. Bilang isang patakaran, ang isang particle beam ay pinabilis muna sa auxiliary ring, at pagkatapos ay ipinadala ito sa pangunahing singsing.

Marami sa pinakamalakas na magnet ang humahawak sa mga particle sa loob ng collider. At ang mga instrumentong may mataas na katumpakan ay nagtatala ng paggalaw ng mga particle, dahil ang banggaan ay nangyayari sa isang bahagi ng isang segundo.

Ang organisasyon ng gawain ng collider ay isinasagawa ng CERN (Organization for Nuclear Research).

Bilang resulta, pagkatapos ng malaking pagsisikap at pamumuhunan sa pananalapi, noong Hulyo 4, 2012, opisyal na inihayag ng CERN na natagpuan ang Higgs boson. Siyempre, ang ilang mga pag-aari ng boson na natagpuan sa pagsasanay ay naiiba sa teoretikal na aspeto, ngunit ang mga siyentipiko ay walang alinlangan tungkol sa "katotohanan" ng Higgs boson.

Bakit kailangan mo ng BAC?

Gaano kapaki-pakinabang ang LHC para sa mga ordinaryong tao? Ang mga siyentipikong pagtuklas na nauugnay sa pagtuklas ng Higgs boson at ang pag-aaral ng mga quark ay maaaring humantong sa isang bagong rebolusyong siyentipiko at teknolohiya.

Una, dahil ang masa ay enerhiya sa pamamahinga (halos pagsasalita), posible sa hinaharap na i-convert ang bagay sa enerhiya. Pagkatapos ay walang mga problema sa enerhiya, na nangangahulugang posible na maglakbay sa malalayong mga planeta. At ito ay isang hakbang patungo sa interstellar travel ...

Pangalawa, ang pag-aaral ng quantum gravity ay magbibigay-daan, sa hinaharap, na kontrolin ang gravity. Gayunpaman, hindi ito mangyayari sa lalong madaling panahon, dahil ang mga graviton ay hindi pa masyadong naiintindihan, at samakatuwid ang aparato na kumokontrol sa gravity ay maaaring hindi mahuhulaan.

Pangatlo, may pagkakataon na maunawaan ang M-theory (isang hinango ng string theory) nang mas detalyado. Ang teoryang ito ay nagsasaad na ang uniberso ay binubuo ng 11 dimensyon. Sinasabi ng M-theory na ito ang "teorya ng lahat", na nangangahulugan na ang pag-aaral nito ay magbibigay-daan sa atin upang mas maunawaan ang istruktura ng uniberso. Sino ang nakakaalam, marahil sa hinaharap ang isang tao ay matututong gumalaw at makaimpluwensya sa ibang mga sukat.

LHC at ang Katapusan ng Mundo

Maraming tao ang nangangatuwiran na ang gawain ng LHC ay maaaring sirain ang sangkatauhan. Bilang isang patakaran, ang mga taong hindi gaanong bihasa sa pisika ay nagsasalita tungkol dito. Maraming beses na ipinagpaliban ang paglulunsad ng LHC, ngunit noong Setyembre 10, 2008, inilunsad pa rin ito. Gayunpaman, ito ay nagkakahalaga ng noting na ang LHC ay hindi kailanman pinabilis sa buong kapangyarihan. Plano ng mga siyentipiko na ilunsad ang LHC sa buong kapasidad sa Disyembre 2014. Tingnan natin ang mga posibleng dahilan ng katapusan ng mundo at iba pang mga alingawngaw ...

1. Paglikha ng black hole

Ang isang itim na butas ay isang bituin na may malaking gravity, na umaakit hindi lamang sa bagay, kundi pati na rin sa liwanag, at kahit na oras. Ang isang black hole ay hindi maaaring lumitaw nang wala saan, kung kaya't ang mga siyentipiko ng CERN ay naniniwala na ang mga pagkakataon ng isang matatag na black hole na lumitaw ay napakaliit. Gayunpaman, ito ay posible. Kapag ang mga particle ay nagbanggaan, isang mikroskopiko na itim na butas ay maaaring malikha, ang laki nito ay sapat na upang sirain ang ating planeta sa loob ng ilang taon (o mas mabilis). Ngunit ang sangkatauhan ay hindi dapat matakot, dahil, salamat sa Hawking radiation, ang mga black hole ay mabilis na nawawala ang kanilang masa at enerhiya. Bagaman may mga pesimista sa mga siyentipiko na naniniwala na ang isang malakas na magnetic field sa loob ng collider ay hindi papayag na ang black hole ay maghiwa-hiwalay. Bilang resulta, napakaliit ng pagkakataon na malikha ang isang black hole na sisira sa planeta, ngunit may posibilidad.

2. Pagbuo ng "dark matter"

Isa rin siyang "kakaibang bagay", isang strangelet (isang kakaibang droplet), isang "strangela". Ito ay bagay na, kapag nabangga sa ibang usapin, ito ay nagiging katulad. Yung. kapag ang isang strangelet at isang ordinaryong atom ay nagbanggaan, dalawang strangelet ang nabuo, na nagbubunga ng isang chain reaction. Kung ang gayong bagay ay lilitaw sa collider, ang sangkatauhan ay masisira sa loob ng ilang minuto. Gayunpaman, ang pagkakataon na mangyari ito ay kasing liit ng pagbuo ng isang black hole.

3. Antimatter

Ang bersyon na may kaugnayan sa ang katunayan na sa panahon ng pagpapatakbo ng collider tulad ng isang halaga ng antimatter ay maaaring lumitaw na sirain ang planeta mukhang ang pinaka-delusional. At ang punto ay hindi kahit na ang mga pagkakataon ng pagbuo ng antimatter ay napakaliit, ngunit mayroon nang mga sample ng antimatter sa lupa, na nakaimbak sa mga espesyal na lalagyan kung saan walang gravity. Hindi malamang na ang gayong dami ng antimatter ay lilitaw sa Earth na may kakayahang sirain ang planeta.

natuklasan

Maraming mga residente ng Russia ang hindi alam kung paano baybayin nang tama ang pariralang "Large Hadron Collider", upang walang masabi tungkol sa kanilang kaalaman sa layunin nito. At ang ilang mga pseudo-propeta ay nangangatuwiran na walang matatalinong sibilisasyon sa Uniberso dahil ang bawat sibilisasyon, na nakamit ang siyentipikong pag-unlad, ay lumilikha ng isang collider. Pagkatapos ay nabuo ang isang black hole, na sumisira sa sibilisasyon. Mula dito ipinaliwanag nila ang malaking bilang ng napakalaking black hole sa gitna ng mga kalawakan.

Gayunpaman, mayroon ding mga tao na naniniwala na dapat nating ilunsad ang LHC sa lalong madaling panahon, kung hindi, sa oras ng pagdating ng mga dayuhan, mahuhuli nila tayo, dahil itinuturing nila tayong mga ganid.

Sa huli, ang tanging pagkakataon para malaman kung ano ang idudulot sa atin ng LHC ay maghintay lamang. Maaga o huli, malalaman pa rin natin kung ano ang naghihintay sa atin: pagkawasak o pag-unlad.

Kamakailang mga tip sa Agham at Teknolohiya:

Nakatulong ba sa iyo ang payong ito? Maaari mong tulungan ang proyekto sa pamamagitan ng pagbibigay ng anumang halaga na gusto mo para sa pagpapaunlad nito. Halimbawa, 20 rubles. O higit pang mga:)

Ang LHC (Large Hadron Collider, LHC) ay ang pinakamalaking particle accelerator sa mundo na matatagpuan sa French-Swiss border sa Geneva at pag-aari ng CERN. Ang pangunahing gawain ng pagbuo ng Large Hadron Collider ay ang paghahanap para sa Higgs boson, isang mailap na particle, ang huling elemento ng Standard Model. Nakumpleto ng collider ang gawain: aktwal na natuklasan ng mga physicist ang elementary particle sa hinulaang enerhiya. Dagdag pa, gagana ang LHC sa hanay ng ningning na ito at gagana bilang mga espesyal na bagay na karaniwang gumagana: sa kahilingan ng mga siyentipiko. Tandaan, ang buwan at kalahating misyon ng Opportunity rover ay nag-drag sa loob ng 10 taon.

Ang lahat ng nakikita mo sa paligid mo ay binubuo ng elementarya na mga particle - quark at lepton - na maaaring pagsamahin upang bumuo ng mas malalaking particle tulad ng mga proton o atoms. Ngunit hindi ito titigil doon: ang mga subatomic na particle na ito ay maaari ding kumonekta sa mga kakaibang paraan na hindi pa natin nakikita noon. Inihayag ng pakikipagtulungan ng LHCb ang pagtuklas ng mga bagong particle, na tinatawag na "pentaquarks". Ang mga resulta ng kanilang trabaho ay makakatulong sa atin na malutas ang marami sa mga misteryo ng quark theory, isang mahalagang bahagi ng Standard Model.

Sa CERN, ito ang pinakamalaking particle accelerator sa mundo. At ito ay nagkakahalaga ng pagbuo, kung para lamang sa saklaw ng mga eksperimento na ngayon ay isinasagawa dito. Gayunpaman, ang mga eksperimento ay umabot sa isang sukat na ang mga pisiko ay hindi na maaaring bumuo ng mga ito sa kanilang sarili. Dito sila ay tinutulungan ng mga kwalipikadong inhinyero. Gustong makita kung paano nagtatrabaho ang mga physicist at engineer para i-upgrade ang LHC at lumikha ng kahalili sa sikat na particle accelerator?

Ang pinakamalakas na nagbabanggaan na particle accelerator sa mundo

Ang pinakamalakas na colliding beam accelerator sa mundo na itinayo ng European Center for Nuclear Research (CERN) sa isang 27 kilometrong underground tunnel sa lalim na 50-175 metro sa hangganan ng Switzerland at France. Ang LHC ay inilunsad noong taglagas ng 2008, ngunit dahil sa isang aksidente, nagsimula lamang ang mga eksperimento dito noong Nobyembre 2009, at naabot nito ang kapasidad ng disenyo nito noong Marso 2010. Ang paglulunsad ng collider ay nakakuha ng atensyon hindi lamang ng mga physicist, kundi pati na rin ng mga ordinaryong tao, dahil ang mga takot ay ipinahayag sa media na ang mga eksperimento sa collider ay maaaring humantong sa katapusan ng mundo. Noong Hulyo 2012, inanunsyo ng LHC ang pagtuklas ng isang particle na may mataas na posibilidad na maging Higgs boson - kinumpirma ng pagkakaroon nito ang kawastuhan ng Standard Model ng istruktura ng matter.

background

Sa unang pagkakataon, ang mga particle accelerator ay nagsimulang gamitin sa agham noong huling bahagi ng 20s ng XX siglo upang pag-aralan ang mga katangian ng bagay. Ang unang ring accelerator, ang cyclotron, ay nilikha noong 1931 ng American physicist na si Ernest Lawrence. Noong 1932, ang Englishman na si John Cockcroft at ang Irish na si Ernest Walton, gamit ang isang multiplier ng boltahe at ang unang proton accelerator sa mundo, ay nagawang sa unang pagkakataon na artipisyal na hatiin ang nucleus ng isang atom: ang helium ay nakuha sa pamamagitan ng pagbomba ng lithium ng mga proton. Ang mga particle accelerator ay pinapagana ng mga electric field na ginagamit upang mapabilis (sa maraming pagkakataon sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag) at panatilihin ang mga naka-charge na particle (gaya ng mga electron, proton, o mas mabibigat na ion) sa isang partikular na landas. Ang pinakasimpleng halimbawa ng sambahayan ng mga accelerator ay ang mga electron ray tube na telebisyon,,,,,.

Ginagamit ang mga accelerator para sa iba't ibang mga eksperimento, kabilang ang paggawa ng mga superheavy na elemento. Upang pag-aralan ang mga elementarya na particle, ginagamit din ang mga collider (mula sa collide - "collision") - mga charged particle accelerators sa mga nagbabanggaan na beam, na idinisenyo upang pag-aralan ang mga produkto ng kanilang mga banggaan. Binibigyan ng mga siyentipiko ang mga beam ng malalaking kinetic energies. Ang mga banggaan ay maaaring makabuo ng mga bago, dati nang hindi kilalang mga particle. Ang mga espesyal na detektor ay idinisenyo upang mahuli ang kanilang hitsura. Sa simula ng 1990s, ang pinakamalakas na collider ay nagpapatakbo sa USA at Switzerland. Noong 1987, ang Tevatron collider ay inilunsad sa Estados Unidos malapit sa Chicago na may pinakamataas na beam energy na 980 gigaelectronvolts (GeV). Ito ay isang underground ring na 6.3 kilometro ang haba,,. Noong 1989, ang Large Electron-Positron Collider (LEP) ay inilagay sa operasyon sa Switzerland sa ilalim ng tangkilik ng European Center for Nuclear Research (CERN). Para sa kanya, sa lalim na 50-175 metro sa lambak ng Lake Geneva, isang annular tunnel na 26.7 kilometro ang haba ay itinayo, noong 2000 posible na makamit ang isang beam energy na 209 GeV , , .

Sa USSR noong 1980s, isang proyekto ang nilikha para sa Accelerator-Storage Complex (UNC) - isang superconducting proton-proton collider sa Institute for High Energy Physics (IHEP) sa Protvino. Ito ay magiging superyor sa karamihan ng mga parameter sa LEP at Tevatron, at gagawing posible na mapabilis ang mga sinag ng elementarya na mga particle na may enerhiya na 3 teraelectronvolts (TeV). Ang pangunahing singsing nito, 21 kilometro ang haba, ay itinayo sa ilalim ng lupa noong 1994, ngunit dahil sa kakulangan ng pondo, ang proyekto ay na-freeze noong 1998, ang tunel na itinayo sa Protvino ay na-mothballed (mga elemento lamang ng itaas na yugto ang nakumpleto), at ang punong inhinyero ng proyekto, si Gennady Durov, ay umalis para magtrabaho sa USA , , , , , , , . Ayon sa ilang mga siyentipikong Ruso, kung ang UNK ay nakumpleto at naisagawa, hindi na kailangang lumikha ng mas malakas na mga collider , , : iminungkahi na upang makakuha ng bagong data sa mga pisikal na pundasyon ng kaayusan ng mundo, ito ay sapat na upang pagtagumpayan ang threshold ng enerhiya ng 1 TeV sa mga accelerators, . Deputy Director ng Research Institute of Nuclear Physics ng Moscow State University at coordinator ng pakikilahok ng mga institusyong Ruso sa proyekto upang lumikha ng Large Hadron Collider Viktor Savrin, na nagpapaalala sa UNC, ay nagsabi: "Well, tatlong teraelectronvolts o pito. At pagkatapos ay tatlo ang mga teraelectronvolt ay maaaring dalhin sa lima mamaya." Gayunpaman, inabandona rin ng Estados Unidos ang pagtatayo ng sarili nitong Superconducting Supercollider (SSC) noong 1993, at para sa mga pinansiyal na dahilan,,.

Sa halip na bumuo ng kanilang sariling mga collider, nagpasya ang mga physicist mula sa iba't ibang bansa na magkaisa sa loob ng balangkas ng isang internasyonal na proyekto, ang ideya ng paglikha na nagmula noong 1980s,. Matapos ang pagtatapos ng mga eksperimento sa Swiss LEP, ang kagamitan nito ay binuwag, at sa lugar nito, nagsimula ang pagtatayo ng Large Hadron Collider (LHC, Large Hadron Collider, LHC) - ang pinakamalakas na ring accelerator ng mga sisingilin na particle sa mundo sa pagbangga. mga beam, kung saan ang proton beam na may mga energies ay nagbanggaan hanggang 14 TeV at mga lead ions na may mga collision energies na hanggang 1150 TeV , , , , , .

Mga layunin ng eksperimento

Ang pangunahing layunin ng pagtatayo ng LHC ay upang pinuhin o pabulaanan ang Standard Model - isang teoretikal na konstruksyon sa pisika na naglalarawan ng mga elementarya na particle at tatlo sa apat na pangunahing pakikipag-ugnayan: malakas, mahina at electromagnetic, maliban sa gravitational, . Ang pagbuo ng Standard Model ay nakumpleto noong 1960-1970s, at ang lahat ng mga natuklasan na ginawa mula noon, ayon sa mga siyentipiko, ay inilarawan sa pamamagitan ng natural na mga extension ng teoryang ito,. Kasabay nito, ipinaliwanag ng Standard Model kung paano nakikipag-ugnayan ang mga elementary particle, ngunit hindi sinasagot ang tanong kung bakit sa ganitong paraan at hindi kung hindi man.

Napansin ng mga siyentipiko na kung nabigo ang LHC na makamit ang pagtuklas ng Higgs boson (sa press ito kung minsan ay tinatawag na "God particle", , ) - ito ay magtatanong sa buong Standard Model, na mangangailangan ng kumpletong rebisyon ng umiiral na mga ideya tungkol sa elementarya na mga particle , , , , . Kasabay nito, kung ang Standard Model ay nakumpirma, ang ilang mga lugar ng pisika ay nangangailangan ng karagdagang pang-eksperimentong pag-verify: sa partikular, ito ay kinakailangan upang patunayan ang pagkakaroon ng "gravitons" - hypothetical particle na responsable para sa gravity , , .

Teknikal na mga tampok

Ang LHC ay matatagpuan sa isang tunnel na ginawa para sa LEP. Karamihan sa mga ito ay nasa ilalim ng teritoryo ng France. Ang tunnel ay naglalaman ng dalawang tubo, na tumatakbo parallel para sa halos buong haba at bumalandra sa mga lokasyon ng mga detektor, kung saan ang mga hadron - mga particle na binubuo ng mga quark - ay magbanggaan (ang mga lead ions at proton ay gagamitin para sa mga banggaan). Ang mga proton ay nagsisimulang bumilis hindi sa LHC mismo, ngunit sa mga auxiliary accelerators. Ang mga proton beam ay "nagsisimula" sa LINAC2 linear accelerator, pagkatapos ay sa PS accelerator, pagkatapos nito ay pumasok sila sa singsing ng super proton synchrotron (SPS) na 6.9 kilometro ang haba at pagkatapos nito ay napupunta sila sa isa sa mga LHC tubes, kung saan para sa isa pa 20 minuto ang kanilang enerhiya hanggang 7 TeV ay ibibigay. Magsisimula ang mga eksperimento sa mga lead ions sa LINAC3 linear accelerator. Ang mga beam ay hawak sa lugar ng 1,600 superconducting magnets, na marami sa mga ito ay tumitimbang ng hanggang 27 tonelada. Ang mga magnet na ito ay pinalamig ng likidong helium sa napakababang temperatura: 1.9 degrees sa itaas ng absolute zero, mas malamig kaysa sa outer space, , , , , , , .

Sa bilis na 99.9999991 porsiyento ng bilis ng liwanag, na gumagawa ng higit sa 11 libong bilog bawat segundo sa paligid ng collider ring, ang mga proton ay magbabangga sa isa sa apat na detektor - ang pinaka kumplikadong mga sistema ng LHC , , , , , . Ang ATLAS detector ay idinisenyo upang maghanap ng mga bagong hindi kilalang particle na maaaring magmungkahi ng mga paraan para sa mga siyentipiko na maghanap ng "bagong pisika" na iba sa Standard Model. Ang CMS detector ay idinisenyo upang makuha ang Higgs boson at pag-aralan ang dark matter. Ang ALICE detector ay idinisenyo upang pag-aralan ang bagay pagkatapos ng Big Bang at maghanap ng quark-gluon plasma, at ang LHCb detector ay mag-iimbestiga sa dahilan ng paglaganap ng matter sa antimatter at tuklasin ang physics ng b-quarks,. Tatlong higit pang mga detektor ang pinaplano na isasagawa sa hinaharap: TOTEM, LHCf at MoEDAL, .

Upang iproseso ang mga resulta ng mga eksperimento sa LHC, isang nakatalagang distributed computer network GRID ang gagamitin, na may kakayahang magpadala ng hanggang 10 gigabits ng impormasyon bawat segundo sa 11 computer center sa buong mundo. Bawat taon higit sa 15 petabytes (15 thousand terabytes) ng impormasyon ang babasahin mula sa mga detector: ang kabuuang daloy ng data ng apat na eksperimento ay maaaring umabot sa 700 megabytes bawat segundo, , , , . Noong Setyembre 2008, nakapasok ang mga hacker sa CERN web page at, ayon sa kanila, nakakuha ng access sa pamamahala ng collider. Gayunpaman, ipinaliwanag ng kawani ng CERN na ang sistema ng kontrol ng LHC ay nakahiwalay sa internet. Noong Oktubre 2009, si Adlen Ishor, na isa sa mga siyentipiko na nagtatrabaho sa eksperimento ng LHCb sa LHC, ay inaresto dahil sa hinalang pakikipagtulungan sa mga terorista. Gayunpaman, ayon sa pamunuan ng CERN, si Ishor ay walang access sa underground na lugar ng nakabangga at hindi gumawa ng anumang bagay na maaaring interesante sa mga terorista,. Noong Mayo 2012, si Ishor ay sinentensiyahan ng limang taong pagkakulong.

Kasaysayan ng gastos at konstruksyon

Noong 1995, ang halaga ng paglikha ng LHC ay tinatantya sa 2.6 bilyong Swiss franc, hindi kasama ang gastos sa pagsasagawa ng mga eksperimento. Pinlano na ang mga eksperimento ay kailangang magsimula sa 10 taon - noong 2005. Noong 2001, ang badyet ng CERN ay pinutol at 480 milyong franc ang idinagdag sa gastos sa pagtatayo (ang kabuuang halaga ng proyekto noong panahong iyon ay humigit-kumulang 3 bilyong franc), at ito ay humantong sa paglulunsad ng collider na ipinagpaliban hanggang 2007. Noong 2005, isang inhinyero ang namatay sa panahon ng pagtatayo ng LHC: ang sanhi ng trahedya ay isang kargamento na nahuhulog mula sa isang kreyn.

Ang paglulunsad ng LHC ay ipinagpaliban hindi lamang dahil sa mga problema sa pagpopondo. Noong 2007, lumabas na ang mga bahagi na ibinibigay ng Fermilab para sa mga superconducting magnet ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan sa disenyo, na naging sanhi ng paglulunsad ng collider na ipagpaliban ng isang taon.

Noong Setyembre 10, 2008, ang unang proton beam ay inilunsad sa LHC. Pinlano na sa loob ng ilang buwan ang mga unang banggaan ay isasagawa sa collider, gayunpaman, noong Setyembre 19, dahil sa isang depektong koneksyon ng dalawang superconducting magnet, isang aksidente ang naganap sa LHC: ang mga magnet ay hindi pinagana, higit sa 6 toneladang likidong helium ang ibinuhos sa tunel, at nasira ang vacuum sa mga tubo ng accelerator . Kinailangang isara ang collider para sa pagkukumpuni. Sa kabila ng aksidente, noong Setyembre 21, 2008, isang solemne na seremonya ang ginanap upang maisagawa ang LHC. Sa una, ang mga eksperimento ay ipagpapatuloy noong Disyembre 2008, ngunit pagkatapos ay ang petsa ng muling paglunsad ay ipinagpaliban sa Setyembre, at pagkatapos ay sa kalagitnaan ng Nobyembre 2009, habang ang mga unang banggaan ay binalak na gaganapin lamang sa 2010,,,. Ang unang paglulunsad ng pagsubok ng mga sinag ng lead ions at proton sa bahagi ng LHC ring pagkatapos ng aksidente ay ginawa noong Oktubre 23, 2009,. Noong Nobyembre 23, ang mga unang banggaan ng beam ay ginawa sa detektor ng ATLAS, at noong Marso 31, 2010, nagsimulang gumana ang collider sa buong kapasidad: sa araw na iyon, isang banggaan ng mga proton beam sa isang record na enerhiya na 7 TeV ang nairehistro. Noong Abril 2012, isang mas mataas na proton collision energy ang naitala - 8 TeV.

Noong 2009, ang halaga ng LHC ay tinatantya sa pagitan ng 3.2 at 6.4 bilyong euro, na ginagawa itong pinakamahal na eksperimento sa siyensya sa kasaysayan ng tao.

Ang internasyonal na kooperasyon

Nabatid na ang isang LHC-scale na proyekto ay hindi maaaring likhain ng isang bansa. Ito ay nilikha sa pamamagitan ng mga pagsisikap ng hindi lamang 20 mga estado ng miyembro ng CERN: higit sa 10 libong mga siyentipiko mula sa higit sa isang daang bansa sa mundo ang nakibahagi sa pag-unlad nito,,. Mula noong 2009, ang proyekto ng LHC ay pinangunahan ng CERN CEO Rolf-Dieter Heuer. Nakikilahok din ang Russia sa paglikha ng LHC bilang miyembro ng observer ng CERN: noong 2008, humigit-kumulang 700 Russian scientist ang nagtrabaho sa Large Hadron Collider, kabilang ang mga empleyado ng IHEP,.

Samantala, ang mga siyentipiko mula sa isa sa mga bansang European ay halos nawalan ng pagkakataon na makilahok sa mga eksperimento sa LHC. Noong Mayo 2009, inanunsyo ng Ministro ng Agham ng Austrian na si Johannes Hahn ang pag-alis ng bansa mula sa CERN noong 2010, na nagpapaliwanag na ang pagiging miyembro sa CERN at paglahok sa programa ng paglikha ng LHC ay masyadong magastos at hindi nagdudulot ng nakikitang pagbabalik sa agham at mga unibersidad sa Austria. Ito ay tungkol sa posibleng taunang pagtitipid na humigit-kumulang 20 milyong euro, na kumakatawan sa 2.2 porsiyento ng badyet ng CERN at humigit-kumulang 70 porsiyento ng mga pondong inilalaan ng pamahalaang Austrian para sa pakikilahok sa mga internasyonal na organisasyon ng pananaliksik. Nangako ang Austria na gagawa ng panghuling desisyon sa pag-withdraw sa taglagas ng 2009. Gayunpaman, kalaunan ay sinabi ng Austrian Chancellor na si Werner Faymann na ang kanyang bansa ay hindi aalis sa proyekto at CERN.

Mga alingawngaw ng panganib

Kumalat ang mga alingawngaw sa press na ang LHC ay isang panganib sa sangkatauhan, dahil ang paglulunsad nito ay maaaring humantong sa katapusan ng mundo. Ang dahilan ay ang mga pahayag ng mga siyentipiko na bilang resulta ng mga banggaan sa collider microscopic black hole ay maaaring mabuo: ang mga opinyon ay agad na lumitaw na maaari nilang "sipsipin" ang buong Earth sa kanila, at samakatuwid ang LHC ay isang tunay na "Pandora's box" , , , . Ipinahayag din ang mga opinyon na ang pagtuklas ng Higgs boson ay hahantong sa isang hindi makontrol na pagtaas ng masa sa Uniberso, at ang mga eksperimento sa paghahanap ng "madilim na bagay" ay maaaring humantong sa paglitaw ng mga "strangelets" (strangelets, ang pagsasalin ng termino sa Ang Russian ay kabilang sa astronomer na si Sergei Popov) - "kakaibang bagay ", na, kapag nakikipag-ugnay sa ordinaryong bagay, ay maaaring maging isang "strapelle". Kasabay nito, ang isang paghahambing ay ginawa sa nobela ni Kurt Vonnegut (Kurt Vonnegut) na "Cat's Cradle", kung saan ang kathang-isip na materyal na "ice-nine" ay sumira sa buhay sa planeta,. Ang ilang mga publikasyon, na tumutukoy sa mga opinyon ng mga indibidwal na siyentipiko, ay nagsabi din na ang mga eksperimento sa LHC ay maaaring humantong sa paglitaw ng mga "wormhole" (wormhole) sa oras, kung saan ang mga particle o kahit na mga nabubuhay na nilalang ay maaaring ilipat sa ating mundo mula sa hinaharap, . Gayunpaman, lumabas na ang mga salita ng mga siyentipiko ay binaluktot at na-misinterpret ng mga mamamahayag: sa una ito ay "tungkol sa mga microscopic time machine, sa tulong ng kung saan ang mga indibidwal na elementarya na particle lamang ang maaaring maglakbay sa nakaraan",

Ang mga siyentipiko ay paulit-ulit na nagpahayag na ang posibilidad ng gayong mga kaganapan ay bale-wala. Nagtipon pa nga ang isang espesyal na LHC Safety Assessment Group, na nagsagawa ng pagsusuri at naglabas ng ulat sa posibilidad ng mga sakuna na maaaring humantong sa mga eksperimento sa LHC. Ayon sa mga siyentipiko, ang mga banggaan ng proton sa LHC ay hindi magiging mas mapanganib kaysa sa mga banggaan ng mga cosmic ray sa mga spacesuit ng mga astronaut: kung minsan ay mayroon silang mas malaking enerhiya kaysa sa kung ano ang maaaring makamit sa LHC. At tungkol sa hypothetical black hole, sila ay "matunaw", hindi man lang maabot ang mga dingding ng collider , , , , , .

Gayunpaman, ang mga alingawngaw ng mga posibleng sakuna ay nagpapanatili pa rin sa publiko sa pag-aalinlangan. Ang mga tagalikha ng collider ay idinemanda pa: ang pinakasikat na mga demanda ay pag-aari ng Amerikanong abogado at doktor na si Walter Wagner at propesor ng kimika ng Aleman na si Otto Rossler. Inakusahan nila ang CERN ng panganib sa sangkatauhan sa pamamagitan ng kanilang eksperimento at paglabag sa "karapatan sa buhay" na ginagarantiyahan ng Convention on Human Rights, ngunit ang mga paghahabol ay tinanggihan ni , , , . Iniulat ng press na dahil sa mga alingawngaw tungkol sa nalalapit na katapusan ng mundo, pagkatapos ng paglulunsad ng LHC sa India, isang 16-anyos na batang babae ang nagpakamatay.

Sa blogosphere ng Russia, lumitaw ang isang meme na "I would rather have a collider", na maaaring isalin bilang "It would be the end of the world, it is impossible to look at this disgrace anymore." Ang biro na "Ang mga pisiko ay may tradisyon - isang beses bawat 14 bilyong taon upang magtipon at maglunsad ng isang collider."

Mga resultang pang-agham

Ang unang data mula sa mga eksperimento sa LHC ay nai-publish noong Disyembre 2009. Noong Disyembre 13, 2011, inihayag ng mga eksperto ng CERN na bilang resulta ng pananaliksik sa LHC, nagawa nilang paliitin ang mga hangganan ng posibleng masa ng Higgs boson sa 115.5-127 GeV at nakahanap ng mga palatandaan ng pagkakaroon ng ninanais na particle na may isang masa na humigit-kumulang 126 GeV,. Sa parehong buwan, ang pagtuklas ng bagong non-Higgs particle, na tinatawag na χb (3P) , , ay inihayag sa unang pagkakataon sa mga eksperimento sa LHC.

Noong Hulyo 4, 2012, opisyal na inihayag ng pamunuan ng CERN ang pagtuklas na may posibilidad na 99.99995 porsiyento ng isang bagong particle sa mass region na humigit-kumulang 126 GeV, na, ayon sa mga siyentipiko, ay malamang na ang Higgs boson. Ang resultang ito, ang pinuno ng isa sa dalawang pang-agham na pakikipagtulungang nagtatrabaho sa LHC, si Joe Incandela (Joe Incandela) ay tinawag na "isa sa pinakadakilang obserbasyon sa larangang ito ng agham sa nakalipas na 30-40 taon", at si Peter Higgs mismo ang nagpahayag ng pagkatuklas ng butil "ang katapusan ng isang panahon sa pisika ", , .

Mga proyekto sa hinaharap

Noong 2013, plano ng CERN na gawing moderno ang LHC sa pamamagitan ng pag-install ng mas makapangyarihang mga detector at pagpapataas sa pangkalahatang kapangyarihan ng collider. Ang proyekto sa pag-upgrade ay tinatawag na Super Large Hadron Collider (SLHC). Ang pagtatayo ng International Linear Collider (ILC) ay pinlano din. Ang tubo nito ay magiging ilang sampu-sampung kilometro ang haba, at dapat itong mas mura kaysa sa LHC dahil sa katotohanan na ang disenyo nito ay hindi nangangailangan ng paggamit ng mga mamahaling superconducting magnet. Posibleng itayo ang ILC sa Dubna,,.

Gayundin, iminungkahi ng ilang espesyalista at siyentipiko ng CERN mula sa USA at Japan na pagkatapos makumpleto ang gawain ng LHC, gumawa ng bagong Very Large Hadron Collider (Very Large Hadron Collider, VLHC) ,.

Mga ginamit na materyales

Chris Wickham, Robert Evans. "Ito" ay isang boson: "Ang paghahanap ng Higgs ay may bagong butil. - Reuters, 05.07.2012

Lucy Christie, Marie Noelle Blessig. Physique: decouverte de la "particule de Dieu"? - Agence France-Presse, 04.07.2012

Dennis Overbye. Nakahanap ang mga Physicist ng Mailap na Particle na Nakikitang Susi sa Uniberso. - Ang New York Times, 04.07.2012

Hinatulan ni Adlene Hicheur ang isang bilangguan, huwag mag-atubiling iligtas. - L Express, 04.05.2012

Pinapalakas ng particle collider ang paghahanap upang galugarin ang uniberso. - Agence France-Presse, 06.04.2012

Jonathan Amos. Iniuulat ng LHC ang pagtuklas ng unang bagong particle nito. - BBC News, 22.12.2011

Leonid Popov. Ang unang bagong butil ay nahuli sa LHC. - lamad, 22.12.2011

Stephen Shankland. Nakahanap ang mga physicist ng CERN ng pahiwatig ng Higgs boson. - CNET, 13.12.2011

Paul Rincon. LHC: Higgs boson "maaaring nasulyapan". - BBC News, 13.12.2011

Oo, ginawa namin ito! - Bulletin ng CERN, 31.03.2010

Richard Webb. Karera ng mga physicist na mag-publish ng mga unang resulta mula sa LHC. - Bagong Siyentipiko, 21.12.2009

Press Release. Dalawang circulating beam ang nagdudulot ng unang banggaan sa LHC. - CERN (cern.ch), 23.11.2009

Ang mga particle ay bumalik sa LHC! - CERN (cern.ch), 26.10.2009

Mga unang lead ions sa LHC. - Mga Pagsusuri sa LHC Injection (lhc-injection-test.web.cern.ch), 26.10.2009

Charles Bremner, Adam Sage. Ang physicist ng Hadron Collider na si Adlene Hicheur ay kinasuhan ng terorismo. - Ang Mga Panahon, 13.10.2009

Dennis Overbye. French Investigate Scientist sa Formal Terrorism Inquiry. - Ang New York Times, 13.10.2009

Ano ang natitira sa Superconducting Super Collider? - Ang Physics Ngayon, 06.10.2009

Ang LHC ay tatakbo sa 3.5 TeV para sa maagang bahagi ng 2009-2010 na tataas mamaya. - CERN (cern.ch), 06.08.2009

LHC Experiments Committee. - CERN (cern.ch), 30.06.2009