Böyük hadron toqquşdurucunu yaradan şey. Hadron Collider - ən son xəbərlər, şəkillər, videolar. Böyük Adron Kollayderi nədir

Böyük Adron Kollayderi ya “Qiyamət Maşını”, ya da kainatın sirrinin açarı adlandırılıb, lakin onun əhəmiyyəti danılmazdır.

Məşhur ingilis mütəfəkkiri Bertran Rasselin bir dəfə dediyi kimi: “- sənin bildiyin budur, fəlsəfə bilmədiyin şeydir”. Belə görünür ki, həqiqi elmi biliklər qədim Yunanıstanın fəlsəfi tədqiqatlarında tapıla bilən mənşəyindən çoxdan ayrılıb, lakin bu, tamamilə doğru deyil.

Bütün iyirminci əsrdə elm adamları dünyanın quruluşu ilə bağlı sualın cavabını elmdə tapmağa çalışdılar. Bu proses həyatın mənası axtarışına bənzəyirdi: çoxlu sayda nəzəriyyələr, fərziyyələr və hətta çılğın fikirlər. 21-ci əsrin əvvəllərində elm adamları hansı nəticələrə gəldilər?

Bütün dünya ondan ibarətdir elementar hissəciklər, bunlar mövcud olan hər şeyin, yəni daha kiçik elementlərə bölünə bilməyənlərin son formalarıdır. Bunlara protonlar, elektronlar, neytronlar və s. Bu hissəciklər bir-biri ilə daim qarşılıqlı təsirdədir. Əsrimizin əvvəllərində 4 əsas növdə ifadə edildi: qravitasiya, elektromaqnit, güclü və zəif. Birincisi Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsi tərəfindən təsvir edilir, digər üçü Standart Model (kvant nəzəriyyəsi) çərçivəsində birləşdirilir. Daha sonra "Higgs sahəsi" adlandırılan başqa bir qarşılıqlı əlaqənin olması da təklif edildi.

Tədricən, bütün fundamental qarşılıqlı əlaqələri "" çərçivəsində birləşdirmək fikri ortaya çıxdı. hər şeyin nəzəriyyəsi", əvvəlcə zarafat kimi qəbul edilən, lakin tez bir zamanda güclü elmi istiqamətə çevrildi. Bu niyə lazımdır? Hər şey sadədir! Dünyanın necə işlədiyini dərk etmədən, biz süni yuvadakı qarışqalar kimiyik – öz sərhədlərimizdən kənara çıxmayacağıq. İnsan biliyi (yaxşı və ya sağol bilməz, əgər optimistsinizsə) dünyanın quruluşunu bütünlüklə əhatə edə bilməz.

"Hər şeyi əhatə etdiyini" iddia edən ən məşhur nəzəriyyələrdən biri hesab olunur sim nəzəriyyəsi. Bu, bütün Kainatın və həyatımızın çoxölçülü olduğunu nəzərdə tutur. İşlənmiş nəzəri hissəyə və Brayan Qrin və Stiven Hokinq kimi məşhur fiziklərin dəstəyinə baxmayaraq, onun eksperimental təsdiqi yoxdur.

Elm adamları, onilliklər sonra, tribunalardan yayımlamaqdan yoruldular və birdəfəlik i hərflərinə nöqtə qoymalı olan bir şey qurmağa qərar verdilər. Bunun üçün dünyanın ən böyük eksperimental qurğusu yaradıldı - Böyük Adron Kollayderi (LHC).

"Kollayderə!"

Kollayder nədir? Elmi dillə desək, bu elementar hissəciklərin qarşılıqlı təsirini daha da başa düşmək üçün onları sürətləndirmək üçün nəzərdə tutulmuş yüklü hissəcik sürətləndiricisidir. Layman dillə desək, bu, alimlərin öz nəzəriyyələrini sübut etmək üçün mübarizə apardıqları böyük bir arenadır (yaxud istəsəniz, qum qutusudur).

İlk dəfə elementar hissəciklərin toqquşması və nə baş verdiyini görmək ideyası 1956-cı ildə amerikalı fizik Donald Uilyam Kerstdən gəldi. O, bunun sayəsində alimlərin kainatın sirlərinə nüfuz edə biləcəklərini təklif edib. Belə görünür ki, iki proton şüasını termonüvə birləşməsindən milyon dəfə çox olan ümumi enerji ilə itələməyin nə pisliyi var? Vaxt uyğun idi: soyuq müharibə, silahlanma yarışı və bütün bunlar.

LHC-nin yaranma tarixi

Yüklü hissəcikləri əldə etmək və öyrənmək üçün sürətləndirici yaratmaq ideyası 1920-ci illərin əvvəllərində ortaya çıxdı, lakin ilk prototiplər yalnız 1930-cu illərin əvvəllərində yaradıldı. Əvvəlcə onlar yüksək gərginlikli xətti sürətləndiricilər idi, yəni düz xətt üzrə hərəkət edən yüklü hissəciklər. Üzük versiyası 1931-ci ildə ABŞ-da təqdim edildi, bundan sonra oxşar qurğular bir sıra inkişaf etmiş ölkələrdə - Böyük Britaniya, İsveçrə və SSRİ-də görünməyə başladı. Adını aldılar siklotronlar, daha sonra nüvə silahı yaratmaq üçün fəal şəkildə istifadə olunmağa başladı.

Qeyd etmək lazımdır ki, hissəcik sürətləndiricisinin tikintisinin dəyəri inanılmaz dərəcədə yüksəkdir. Soyuq Müharibə dövründə qeyri-əsas rol oynayan Avropa onun yaradılmasını tapşırmışdı Avropa Nüvə Tədqiqatları Təşkilatı (çox vaxt CERN-i rus dilində oxuyur), sonradan LHC-nin tikintisinə başlamışdır.

CERN dünya birliyinin ABŞ və SSRİ-də ümumi məhvə səbəb ola biləcək nüvə tədqiqatları ilə bağlı narahatlığı fonunda yaradılıb. Buna görə də alimlər qüvvələri birləşdirib onları sülhsevər istiqamətə yönəltmək qərarına gəliblər. 1954-cü ildə CERN rəsmi doğuldu.

1983-cü ildə CERN-in himayəsi altında W və Z bozonları kəşf edildi, bundan sonra Higgs bozonlarının kəşfi məsələsi yalnız zaman məsələsi oldu. Elə həmin il kəşf edilmiş bozonların tədqiqində böyük rol oynayan Böyük Elektron-Pozitron Kollayderinin (LEPC) tikintisi üzrə işlərə başlanıldı. Lakin o zaman da məlum oldu ki, yaradılmış qurğunun tutumu tezliklə kifayət etməyəcək. Və 1984-cü ildə, BEPC söküldükdən dərhal sonra LHC-nin tikintisinə qərar verildi. Bu, 2000-ci ildə baş vermiş hadisədir.

2001-ci ildə başlanan LHC-nin tikintisinə onun keçmiş BEPK-nin yerində, Cenevrə gölü vadisində baş tutması kömək etdi. Maliyyələşdirmə məsələləri ilə əlaqədar olaraq (1995-ci ildə dəyəri 2,6 milyard İsveçrə frankı qiymətləndirilmişdi, 2001-ci ildə bu, 4,6 milyardı ötmüş, 2009-cu ildə 6 milyard dollar təşkil etmişdir).

Hazırda LHC ətrafı 26,7 km olan tuneldə yerləşir və eyni anda iki Avropa ölkəsinin - Fransa və İsveçrənin ərazisindən keçir. Tunelin dərinliyi 50-175 metr arasında dəyişir. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, sürətləndiricidə protonların toqquşma enerjisi 14 teraelektronvolta çatır ki, bu da BEPC-dən istifadə etməklə əldə edilən nəticələrdən 20 dəfə yüksəkdir.

"Maraq pislik deyil, böyük bir iyrənclikdir"

CERN kollayderinin 27 km-lik tuneli Cenevrə yaxınlığında yerin 100 metr altında yerləşir. Burada nəhəng superkeçirici elektromaqnitlər yerləşdiriləcək. Sağda nəqliyyat vaqonları var. Juhanson/wikipedia.org (CC BY-SA 3.0)

İnsan tərəfindən yaradılmış bu “qiyamət maşını” nə üçün lazımdır? Elm adamları dünyanı Böyük Partlayışdan dərhal sonra, yəni maddənin əmələ gəldiyi andakı kimi görməyi gözləyirlər.

Məqsədlər, elm adamları LHC-nin tikintisi zamanı özlərini təyin etdilər:

1. Daha da "hər şeyin nəzəriyyəsi" yaratmaq üçün Standart Modelin təsdiqi və ya təkzibi.
2. Beşinci fundamental qarşılıqlı təsirin hissəciyi kimi Hiqqs bozonunun mövcudluğunun sübutu. O, nəzəri araşdırmalara görə, onların simmetriyasını pozaraq, elektrik və zəif qarşılıqlı təsirlərə təsir etməlidir.
3. Əsas hissəcik olan və onlardan ibarət protonlardan 20 min dəfə kiçik olan kvarkların tədqiqi.
4. Kainatın böyük hissəsini təşkil edən qaranlıq maddənin əldə edilməsi və öyrənilməsi.

Bunlar elm adamlarının LHC-yə təyin etdiyi yeganə məqsədlərdən uzaqdır, lakin qalanları daha çox əlaqəli və ya sırf nəzəri xarakter daşıyır.

Nəyə nail olunub?

Şübhəsiz ki, ən böyük və ən mühüm nailiyyət varlığın rəsmi təsdiqi oldu Higgs bozonu. Alimlərin fikrincə, bütün elementar hissəciklərin kütlə əldə etməsinə təsir edən beşinci qarşılıqlı təsirin (Higgs sahəsi) kəşfi. Hesab edilir ki, Hiqqs sahəsinin digər sahələrə təsiri zamanı simmetriya pozulduqda W və Z bozonları kütləvi olur. Hiqqs bozonunun kəşfi öz əhəmiyyətinə görə o qədər əhəmiyyətlidir ki, bir sıra elm adamları onlara “ilahi hissəciklər” adını vermişlər.

Kvarklar birləşərək hissəciklərə (protonlar, neytronlar və s.) deyilir hadronlar. LHC-də sürətlənən və toqquşan onlardır, buna görə də onun adı. Kollayderin işləməsi zamanı sübut olundu ki, adrondan kvarkı təcrid etmək sadəcə olaraq mümkün deyil. Bunu etməyə çalışsanız, sadəcə olaraq, məsələn, bir protondan başqa bir elementar hissəcik çıxaracaqsınız - mezon. Bunun adronlardan yalnız biri olmasına və özlüyündə yeni heç nə daşımamasına baxmayaraq, kvarkların qarşılıqlı təsirinin sonrakı tədqiqi kiçik addımlarla dəqiq aparılmalıdır. Kainatın fəaliyyətinin əsas qanunlarını araşdırarkən tələsmək təhlükəlidir.

LHC-nin istifadəsi prosesində kvarkların özləri kəşf edilməsə də, onların mövcudluğu müəyyən bir nöqtəyə qədər riyazi abstraksiya kimi qəbul edilirdi. İlk belə hissəciklər 1968-ci ildə tapıldı, lakin “əsl kvarkın” mövcudluğu yalnız 1995-ci ilə qədər rəsmi şəkildə sübuta yetirilmədi. Təcrübələrin nəticələri onların təkrar istehsalının mümkünlüyü ilə təsdiqlənir. Buna görə də, LHC tərəfindən oxşar nəticənin əldə edilməsi təkrar kimi deyil, onların mövcudluğunun möhkəm sübutu kimi qəbul edilir! Baxmayaraq ki, kvarkların reallığı ilə bağlı problem heç bir yerdə yoxa çıxmayıb, çünki onlar sadəcədirlər ayırmaq olmaz adronlardan.

Planlar nələrdir?

“Hər şeyin nəzəriyyəsi”nin yaradılmasının əsas vəzifəsi həll olunmayıb, lakin onun təzahürünün mümkün variantlarının nəzəri tədqiqi davam etdirilir. İndiyə qədər Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsi ilə Standart Modeli birləşdirən problemlərdən biri onların müxtəlif əhatə dairəsidir və buna görə də ikincisi birincinin xüsusiyyətlərini nəzərə almır. Ona görə də Standart Modeldən kənara çıxmaq və həddinə çatmaq vacibdir yeni fizika.

Supersimmetriya - elm adamları hesab edirlər ki, o, bosonik və fermionik kvant sahələrini o qədər əlaqələndirir ki, onlar bir-birinə çevrilə bilsinlər. Məhz bu cür çevrilmə Standart Modelin əhatə dairəsindən kənara çıxır, çünki kvant sahələrinin simmetrik xəritələşdirilməsinin əsaslandığı nəzəriyyəsi var. qravitonlar. Onlar, müvafiq olaraq, cazibə qüvvəsinin elementar hissəciyi ola bilər.

Boson Madala- Madala bozonunun mövcudluğu ilə bağlı fərziyyə başqa bir sahənin olduğunu deməyə əsas verir. Yalnız Hiqqs bozonu məlum hissəciklər və maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olarsa, Madala bozonu qaranlıq maddə. Kainatın böyük bir hissəsini tutmasına baxmayaraq, onun mövcudluğu Standart Modelin çərçivəsinə daxil edilməyib.

Mikroskopik qara dəlik LHC-nin araşdırmalarından biri də qara dəlik yaratmaqdır. Bəli, bəli, kosmosda tam olaraq qara, hər şeyi istehlak edən sahə. Xoşbəxtlikdən bu istiqamətdə ciddi irəliləyiş əldə olunmayıb.

Bu gün Böyük Adron Kollayderi çoxməqsədli tədqiqat mərkəzidir, onun əsasında dünyanın quruluşunu daha yaxşı anlamağa kömək edəcək nəzəriyyələr yaradılır və eksperimental olaraq təsdiqlənir. Tənqid dalğaları tez-tez Stiven Hawking də daxil olmaqla təhlükəli adlandırılan bir sıra davam edən araşdırmalar ətrafında yüksəlir, lakin oyun mütləq şam etməyə dəyər. Nə xəritələri, nə kompası, nə də ətrafımızdakı dünya haqqında ilkin biliyi olmayan kapitanla Kainat adlı qara okeanda üzə bilməyəcəyik.

Səhv tapsanız, lütfən, mətnin bir hissəsini vurğulayın və klikləyin Ctrl+Enter.

Planetin bir çox adi sakinləri özlərinə Böyük Adron Kollayderinin nə üçün lazım olduğu sualını verirlər. Çoxları üçün anlaşılmaz olan, milyardlarla avro xərclənən elmi araşdırmalar ayıqlıq və təşviş yaradır.

Bəlkə bu, heç də tədqiqat deyil, zaman maşınının prototipi və ya bəşəriyyətin taleyini dəyişə biləcək yadplanetli canlıların teleportasiyası üçün portaldır? Şayiələr ən fantastik və dəhşətli olur. Məqalədə adron toqquşdurucunun nə olduğunu və nə üçün yaradıldığını anlamağa çalışacağıq.

Bəşəriyyətin iddialı layihəsi

Böyük Adron Kollayderi hazırda planetin ən güclü hissəcik sürətləndiricisidir. İsveçrə və Fransa sərhəddində yerləşir. Daha doğrusu, onun altında: 100 metr dərinlikdə, demək olar ki, 27 kilometr uzunluğunda həlqəvi sürətləndirici tunel var. Dəyəri 10 milyard dollardan çox olan eksperimental poliqonun sahibi Avropa Nüvə Tədqiqatları Mərkəzidir.

Böyük miqdarda resurs və minlərlə nüvə fizikası protonları və ağır qurğuşun ionlarını müxtəlif istiqamətlərdə işığın sürətinə yaxın sürətə çatdırmaqla məşğuldur, bundan sonra bir-biri ilə toqquşur. Birbaşa qarşılıqlı təsirlərin nəticələri diqqətlə öyrənilir.

Yeni hissəcik sürətləndiricisinin yaradılması təklifi hələ 1984-cü ildə qəbul edilib. On ildir ki, adron toqquşdurucunun necə görünəcəyi, belə genişmiqyaslı tədqiqat layihəsinə nə üçün ehtiyac olduğu barədə müxtəlif müzakirələr gedir. Yalnız texniki həllin xüsusiyyətləri və quraşdırmanın tələb olunan parametrləri müzakirə edildikdən sonra layihə təsdiq edildi. Tikinti yalnız 2001-ci ildə başladı, onun yerləşdirilməsi üçün elementar hissəciklərin keçmiş sürətləndiricisi - böyük elektron-pozitron toqquşdurucusu ayrıldı.

Böyük Adron Kollayderi nə üçün lazımdır?

Elementar hissəciklərin qarşılıqlı təsiri müxtəlif yollarla təsvir edilmişdir. Nisbilik nəzəriyyəsi kvant sahə nəzəriyyəsi ilə ziddiyyət təşkil edir. Elementar hissəciklərin quruluşuna vahid yanaşmanın tapılmasında itkin halqa kvant cazibə nəzəriyyəsinin yaradılmasının qeyri-mümkünlüyüdür. Buna görə də bizə yüksək güclü hadron kollayderi lazımdır.

Hissəciklərin toqquşmasında ümumi enerji 14 teraelektronvolt təşkil edir ki, bu da cihazı bu gün dünyada mövcud olan bütün sürətləndiricilərdən qat-qat güclü sürətləndirici edir. Əvvəllər texniki səbəblərdən qeyri-mümkün olan eksperimentlər həyata keçirərək yüksək ehtimala malik alimlər mikrodünyanın mövcud nəzəriyyələrini sənədləşdirə və ya təkzib edə biləcəklər.

Qurğuşun nüvələrinin toqquşması zamanı əmələ gələn kvark-qluon plazmasının tədqiqi bizə nüvə fizikasını və ulduzlar məkanını kökündən dəyişdirə bilən güclü qarşılıqlı təsirlərin daha təkmil nəzəriyyəsini qurmağa imkan verəcək.

Higgs bozonu

Hələ 1960-cı ildə Şotland fiziki Peter Higgs Higgs sahəsinin nəzəriyyəsini işləyib hazırladı, ona görə bu sahəyə daxil olan hissəciklər fiziki aləmdə cismin kütləsi kimi müşahidə oluna bilən kvant hərəkətinə məruz qalır.

Təcrübələr zamanı şotland nüvə fizikinin nəzəriyyəsini təsdiqləmək və Hiqqs bozonunu (kvantını) tapmaq mümkün olarsa, bu hadisə Yer sakinlərinin inkişafı üçün yeni başlanğıc nöqtəsinə çevrilə bilər.

Kəşf edilmiş cazibə nəzarətçiləri texniki tərəqqinin inkişafı üçün bütün görünən perspektivləri dəfələrlə üstələyir. Üstəlik, qabaqcıl alimləri daha çox Hiqqs bozonunun mövcudluğu deyil, elektrozəif simmetriyanın pozulması prosesi maraqlandırır.

Necə işləyir

Eksperimental hissəciklərin bir səth üçün ağlasığmaz, demək olar ki, vakuumdakı sürətə bərabər bir sürətə çatması üçün, hər dəfə enerjini artıraraq, tədricən sürətlənirlər.

Əvvəlcə xətti sürətləndiricilər qurğuşun ionlarını və protonları yeridir, sonra pilləli sürətlənməyə məruz qalır. Gücləndirici vasitəsilə hissəciklər proton sinxrotronuna daxil olur və burada onlar 28 GeV yük alırlar.

Növbəti mərhələdə hissəciklər supersinxrotrona daxil olur, burada onların yükünün enerjisi 450 GeV-ə çatdırılır. Belə göstəricilərə çatdıqdan sonra hissəciklər detektorların xüsusi yerləşdirilmiş toqquşma nöqtələrində toqquşma anını qeyd etdiyi əsas çox kilometrlik halqaya düşür.

Toqquşma zamanı bütün prosesləri aşkar edə bilən detektorlara əlavə olaraq, sürətləndiricidə proton dəstələrini saxlamaq üçün 1625 superkeçirici maqnit istifadə olunur. Onların ümumi uzunluğu 22 kilometrdən çoxdur. Xüsusilə -271 °C temperatur saxlayır. Hər bir belə maqnitin qiyməti bir milyon avro qiymətləndirilir.

Son vasitələrə haqq qazandırır

Bu cür iddialı təcrübələr aparmaq üçün ən güclü hadron kollayderi quruldu. Bir çox elm adamları bəşəriyyətə açıq-aşkar sevinclə deyirlər ki, bizə milyardlarla dollarlıq elmi layihə nə üçün lazımdır. Düzdür, yeni elmi kəşflər olduqda, çox güman ki, onlar etibarlı şəkildə təsnif ediləcəklər.

Hətta əminliklə deyə bilərsiniz. Bunu bütün sivilizasiya tarixi təsdiq edir. Təkər icad edildikdə, bəşəriyyət metallurgiyaya yiyələnmişdi - salam, silahlar və silahlar!

Bütün ən müasir inkişaflar bu gün bütün bəşəriyyətin deyil, inkişaf etmiş ölkələrin hərbi-sənaye komplekslərinin mülkiyyətinə çevrilir. Alimlər atomu necə parçalamağı öyrənəndə ilk olaraq nə gəldi? Nüvə reaktorlarından elektrik təmin edən, ancaq Yaponiyada yüz minlərlə insanın ölümündən sonra. Xirosima əhalisi sabahı özlərindən və övladlarından alan elmi tərəqqiyə birmənalı qarşı idi.

Texniki inkişaf insanların istehzasına bənzəyir, çünki içindəki insan tezliklə ən zəif halqaya çevriləcəkdir. Təkamül nəzəriyyəsinə görə sistem inkişaf edir və güclənir, zəif nöqtələrindən xilas olur. Tezliklə məlum ola bilər ki, texnologiyanın təkmilləşdiyi dünyada bizə yer qalmayacaq. Buna görə də "Böyük Adron Kollayderi niyə indi lazımdır" sualı əslində boş bir maraq deyil, çünki bu, bütün bəşəriyyətin taleyi üçün qorxudan qaynaqlanır.

Suallara cavab verilmir

Planetdə milyonlarla insan aclıqdan və sağalmaz, bəzən də müalicə oluna bilən xəstəliklərdən ölürsə, bizə nə üçün böyük adron toqquşdurucu lazımdır? O, bu bəlaya qalib gəlməyə kömək edəcəkmi? Texnologiyanın bütün inkişafı ilə yüz ildən artıqdır ki, xərçənglə uğurla mübarizə aparmağı öyrənə bilməyən adron kollayder bəşəriyyətə niyə lazımdır? Yaxud, bəlkə, sadəcə olaraq, şəfa yolunu tapmaqdansa, bahalı tibbi xidmət göstərmək daha sərfəlidir? Mövcud dünya nizamı və etik inkişafı ilə bəşər övladının yalnız bir neçə nümayəndəsinin böyük adron toqquşdurucuya ciddi ehtiyacı var. Kiminsə həyatına və sağlamlığına qəsdlərdən azad bir dünyada yaşamaq hüququ uğrunda fasiləsiz döyüş aparan bütün planet əhalisinin buna ehtiyacı nədir? Tarix buna susur...

Elmi həmkarlarından qorxu

Elmi ictimaiyyətin digər nümayəndələri də var ki, onlar layihənin təhlükəsizliyi ilə bağlı ciddi narahatlıqlarını bildirirlər. Böyük ehtimal var ki, elmi dünya öz təcrübələrində məhdud biliklərinə görə hətta lazımi səviyyədə öyrənilməmiş proseslərə nəzarəti itirə bilər.

Bu yanaşma gənc kimyaçıların laboratoriya təcrübələrini xatırladır - hər şeyi qarışdırın və nə baş verdiyini görün. Son nümunə laboratoriyada partlayışla bitə bilər. Bəs belə bir "uğur" adron toqquşdurucunun başına gəlsə?

Yerlilərin niyə əsassız riskə ehtiyacı var, xüsusən də eksperimentçilər ulduzumuzun temperaturunu 100 min dəfə aşan temperaturun yaranmasına səbəb olan hissəciklərin toqquşması proseslərinin bütün maddənin zəncirvari reaksiyasına səbəb olmayacağını tam əminliklə deyə bilmirlər planetin ?! Və ya sadəcə İsveçrə dağlarında və ya Fransız Rivierasında tətili ölümcül şəkildə məhv edə biləcək bir şey çağıracaqlar ...

İnformasiya diktaturası

Bəşəriyyət daha az mürəkkəb problemləri həll edə bilməyəndə Böyük Adron Kollayderi nə üçündür? Alternativ rəyi susdurmaq cəhdi yalnız hadisələrin gedişatının gözlənilməzliyinin mümkünlüyünü təsdiqləyir.

Yəqin ki, insanın ilk yarandığı yerdə bu ikili xüsusiyyət onda qoyulmuşdur - eyni zamanda yaxşılıq etmək və özünə zərər vermək. Bəlkə cavabı adron toqquşdurucunun verəcəyi kəşflər verəcək? Bu riskli təcrübə niyə lazım idi, nəsillərimiz qərar verəcək.

Böyük Adron Kollayderi, onun necə və nə üçün yaradıldığı, ondan nə məqsədlə istifadə edildiyi və bəşəriyyət üçün hansı potensial təhlükələr yaratdığı haqqında bir neçə fakt.

1. LHC-nin və ya Böyük Adron Kollayderinin tikintisi hələ 1984-cü ildə düşünülmüş və yalnız 2001-ci ildə başlamışdır. Beş il sonra, 2006-cı ildə müxtəlif ölkələrdən 10 mindən çox mühəndis və alimin səyləri sayəsində Böyük Adron Kollayderi tamamlandı.

2. LHC dünyanın ən böyük eksperimental obyektidir.

3. Bəs niyə Böyük Adron Kollayderi?
Möhkəm ölçüsünə görə böyük adlandırıldı: hissəciklərin hərəkət etdiyi əsas halqanın uzunluğu təxminən 27 km-dir.
Hadron - quraşdırma hadronları (kvarklardan ibarət hissəciklər) sürətləndirdiyindən.
Kollayder - əks istiqamətdə sürətlənən, xüsusi nöqtələrdə bir-biri ilə toqquşan hissəcik şüaları səbəbindən.

4. Böyük Adron Kollayderi nə üçündür? LHC, alimlərin atomlarla eksperimentlər apardığı, ionları və protonları böyük sürətlə bir-birinə itələdiyi ultra müasir tədqiqat mərkəzidir. Alimlər tədqiqatların köməyi ilə Kainatın görünüşünün sirləri üzərindəki pərdəni qaldırmağa ümid edirlər.

5. Layihə elmi ictimaiyyətə 6 milyard dollarlıq astronomik məbləğə başa gəlib. Yeri gəlmişkən, Rusiya LHC-yə 700 mütəxəssis həvalə edib, onlar bu gün də işləyirlər. LHC üçün sifarişlər Rusiya müəssisələrinə təxminən 120 milyon dollar qazandırdı.

6. Şübhəsiz ki, LHC-də edilən əsas kəşf 2012-ci ildə Higgs bozonunun və ya buna “Tanrı hissəcikləri” də deyilir. Higgs bozonu Standart Modelin son halqasıdır. Bak'e-də daha bir əlamətdar hadisə 2,36 teraelektronvoltluq rekord toqquşma enerji dəyərinə nail olmaqdır.

7. Bəzi alimlər, o cümlədən Rusiya alimləri hesab edirlər ki, CERN-də (Avropa Nüvə Tədqiqatları Təşkilatı, əslində kollayderin yerləşdiyi) genişmiqyaslı təcrübələr sayəsində alimlər dünyada ilk dəfə maşın yarada biləcəklər. Bununla belə, əksər alimlər həmkarlarının nikbinliyini bölüşmürlər.

8. Bəşəriyyətin planetin ən güclü sürətləndiricisi ilə bağlı əsas qorxuları ətrafdakı materiyanı tutmağa qadir olan mikroskopik qara dəliklərin əmələ gəlməsi nəticəsində bəşəriyyəti təhdid edən təhlükəyə əsaslanır. Başqa bir potensial və son dərəcə təhlükəli təhlükə var - hipotetik olaraq, bütün Kainatın materiyasını dəyişdirərək getdikcə daha çox yeni zəncir yaratmaq üçün bir atomun nüvəsi ilə toqquşmağa qadir olan tellərin meydana gəlməsi (Qəribə damlacıqdan yaranır). Ancaq ən hörmətli alimlərin əksəriyyəti belə bir nəticənin mümkün olmadığını söyləyirlər. Amma nəzəri cəhətdən mümkündür

9. 2008-ci ildə Havay ştatının iki sakini CERN-i məhkəməyə verdi. Onlar CERN-i elm adamlarından təhlükəsizlik zəmanəti tələb edərək, səhlənkarlıqla bəşəriyyətə son qoymağa çalışmaqda günahlandırdılar.

10. Böyük Adron Kollayderi İsveçrədə, Cenevrə yaxınlığında yerləşir. CERN-də bir muzey var, burada ziyarətçilərə kollayderin prinsipləri və nə üçün qurulduğu haqqında aydın şəkildə izah olunur.

11 . Və nəhayət, bir az əyləncəli fakt. Yandex-dəki sorğulara əsasən, Böyük Adron Kollayderi haqqında məlumat axtaran bir çox insan sürətləndiricinin adını necə yazacağını bilmir. Məsələn, “andron” yazırlar (və yalnız NTV-nin andron toqquşdurucusu ilə nəyin dəyərli olduğunu yazmırlar), bəzən də “android” yazırlar (İmperiya cavab verir). Burjua şəbəkəsində onlar da geri qalmırlar və "hadron" əvəzinə axtarış motoruna "hardon" qoyurlar (pravoslav ingiliscə, hard-on yükselticidir). Belarus dilində maraqlı bir orfoqrafiya "Böyük hadron sürətləndiricisi" kimi tərcümə olunan "Vyaliki hadronny paskaralnik" dir.

Adron Kollayderi. Şəkil

Böyük Adron Kollayderi necə işləyir

LHC sürətləndiricisi super keçiricilik effekti əsasında işləyəcək, yəni. müəyyən materialların müqavimət və ya enerji itkisi olmadan, adətən çox aşağı temperaturda elektrik cərəyanını keçirmə qabiliyyəti. Hissəcik şüasını dairəvi yolda saxlamaq üçün əvvəllər digər CERN sürətləndiricilərində istifadə edilənlərdən daha güclü maqnit sahələri lazımdır.

İsveçrə və Fransada qurulan proton sürətləndiricisi olan Böyük Adron Kollayderinin dünyada analoqu yoxdur. Uzunluğu 27 km olan bu halqa konstruksiya 100 metr dərinlikdə tikilib.

Orada mütləq sıfıra yaxın - mənfi 271,3 dərəcə Selsi temperaturda 120 güclü elektromaqnitin köməyi ilə toqquşan proton şüalarını işıq sürətinə yaxın (99,9 faiz) səpələməsi nəzərdə tutulur.Bununla belə, bir sıra yerlərdə onların yolları kəsişəcək ki, bu da protonların toqquşmasına şərait yaradacaq. Hissəciklər bir neçə min superkeçirici maqnit tərəfindən idarə olunacaq.Kifayət qədər enerji olduqda, hissəciklər toqquşacaq və bununla da Böyük Partlayış modelini yaradacaqlar.Minlərlə sensor toqquşma anlarını qeyd edəcək. Protonların toqquşmasının nəticələri dünyanın əsas öyrənilməsi mövzusuna çevriləcək. [ http://dipland.ru /Cybernetics/Large_Hadron_Collider_92988]

Spesifikasiyalar

Sürətləndiricinin ümumi enerjisi 14 TeV (yəni 14 tera) olan protonları toqquşdurması nəzərdə tutulur. elektron-volt və ya 14 1012 elektron volt) inağırlıq mərkəzi sistemi hadisə hissəcikləri, həmçinin nüvələr aparıcı hər bir toqquşma cütü üçün 5 GeV (5 109 elektron volt) enerjisi ilə nuklonlar. 2010-cu ilin əvvəlində LHC artıq proton enerjisi baxımından əvvəlki rekordçunu - proton-antiproton kollayderini bir qədər geridə qoyub. Tevatron , 2011-ci ilin sonuna qədər çalışdıMilli Sürətləndirici Laboratoriya. Enriko Fermi(ABŞ ). Avadanlığın tənzimlənməsinin illərdir uzanmasına və hələ də tamamlanmamasına baxmayaraq, LHC artıq relativistik ağır ion da daxil olmaqla, enerji baxımından digər toqquşdurucuları üstələyən dünyanın ən yüksək enerjili elementar hissəcik sürətləndiricisinə çevrilmişdir. toqquşdurucu RHIC, fəaliyyət göstərir Brookhaven Laboratoriyası(ABŞ).

Detektorlar

LHC-də 4 əsas və 3 köməkçi detektor var:

· ALICE (Böyük İon Kollayderi Təcrübəsi)

ATLAS (Toroidal LHC Aparatı)

CMS (Yığcam Muon Solenoidi)

LHCb (Böyük Adron Kollayderi gözəllik təcrübəsi)

TOTEM (Ümumi Elastik və diffraksiya Kesiti Ölçüsü)

LHCf (Böyük Adron Kollayderi irəli)

MOEDAL (LHC-də monopol və ekzotik detektor).

ATLAS, CMS, ALICE, LHCb şüaların toqquşma nöqtələri ətrafında yerləşən böyük detektorlardır. TOTEM və LHCf detektorları köməkçidir, müvafiq olaraq CMS və ATLAS detektorlarının tutduğu şüa kəsişmə nöqtələrindən bir neçə on metr məsafədə yerləşir və əsaslarla birlikdə istifadə olunacaq.

CMS detektoru

ATLAS və CMS detektorları Higgs bozonunu və xüsusilə "qeyri-standart fizikanı" axtarmaq üçün nəzərdə tutulmuş ümumi təyinatlı detektorlardır. qaranlıq maddə , ALICE - öyrənməkkvark-qluon plazması qurğuşun ağır ion toqquşmalarında, LHCb - fizika tədqiqatları üçünb-kvarklar arasındakı fərqləri daha yaxşı başa düşmək üçün maddə və antimaddə , TOTEM - kiçik bucaqlarda hissəciklərin səpilməsini öyrənmək üçün nəzərdə tutulmuşdur, məsələn, toqquşmadan yaxın keçidlər zamanı baş verir (toqquşmayan hissəciklər, irəli hissəciklər) bu, həmçinin protonların ölçüsünü daha dəqiq ölçməyə imkan verir. kollayderin parlaqlığına nəzarət kimi və nəhayət, LHCf - tədqiqat üçünkosmik şüalar , eyni toqquşmayan hissəciklərdən istifadə edərək modelləşdirilmişdir.

LHC-nin işi də büdcə və mürəkkəblik baxımından olduqca əhəmiyyətsiz olan yeddinci, yavaş-yavaş hərəkət edən ağır hissəcikləri axtarmaq üçün nəzərdə tutulmuş detektor (təcrübə) MoEDAL ilə əlaqələndirilir.

Kollayderin işləməsi zamanı sürətlənmiş hissəciklərin (protonların və ya nüvələrin) növündən asılı olmayaraq, şüaların kəsişməsinin bütün dörd nöqtəsində toqquşmalar eyni vaxtda həyata keçirilir. Eyni zamanda, bütün detektorlar eyni vaxtda statistik məlumatları toplayır.

Enerji istehlakı

Kollayderin istismarı zamanı təxmin edilən enerji sərfi 180 MÇərşənbə axşamı . Təxmini ümumi enerji istehlakı CERN 2009-cu il üçün, işləyən kollayder nəzərə alınmaqla - 1000 GWh, bunun 700 GWh sürətləndiricinin payına düşəcək. Bu enerji xərcləri ümumi illik enerji istehlakının təxminən 10%-ni təşkil edir. Cenevrə Kantonu . CERN özü enerji istehsal etmir, yalnız ehtiyata malikdirdizel generatorları.[http://ru.wikipedia.org/wiki/]

Mümkündür ki, bir neçə ildən sonra İnternet uzaq kompüterlərin yeni, daha dərin inteqrasiyasına yol verərək nəinki dünyanın müxtəlif yerlərində lokallaşdırılmış məlumatları uzaqdan ötürməyə, həm də uzaqdan hesablama resurslarından avtomatik istifadə etməyə imkan verəcək. Böyük Adron Kollayderinin işə salınması ilə əlaqədar CERN artıq bir neçə ildir ki, belə bir şəbəkənin yaradılması üzərində işləyir.

İnternetin (və ya veb termini ilə işarələnən) Avropa Nüvə Tədqiqatları Təşkilatı (CERN) tərəfindən icad edilməsi faktı çoxdan dərslik faktı olmuşdur. Adi CERN binasının adi dəhlizlərindən birində “Bu dəhlizlərdə ümumdünya şəbəkəsi yaradılıb” lövhəsinin ətrafında açıq qapı günü zamanı izləyənlər həmişə sıx olur. İndi İnternet bütün dünyada insanlar tərəfindən praktik ehtiyacları üçün istifadə olunur və ilkin olaraq o, eyni layihə üzərində işləyən, lakin planetin müxtəlif yerlərində yerləşən alimlərin bir-biri ilə əlaqə saxlaması, məlumatları paylaşması, məlumatları dərc etməsi üçün yaradılmışdır. uzaqdan əldə edilə bilər.

GRID sistemi CERN-də hazırlanır (ingilis dilində grid - qəfəs, şəbəkə) irəliyə doğru daha bir addımdır, kompüter istifadəçilərinin inteqrasiyasında yeni mərhələdir.

O, təkcə planetin başqa bir yerində olan məlumatları dərc etmək deyil, həm də yerinizi tərk etmədən uzaq maşın resurslarından istifadə etmək imkanı verir.

Təbii ki, adi kompüterlər hesablama gücünün təmin edilməsində xüsusi rol oynamır, ona görə də inteqrasiyanın birinci mərhələsi dünyanın super hesablama mərkəzlərinin birləşdirilməsidir.

Bu sistemin yaradılması Böyük Adron Kollayderini təhrik etdi. GRID artıq bir çox başqa vəzifələr üçün istifadə olunsa da, kollayder olmadan mövcud olmazdı və əksinə, GRID olmadan, kollayderin nəticələrini emal etmək mümkün deyil.

LHC əməkdaşlıqlarında işləyən insanlar planetin müxtəlif yerlərində yerləşirlər. Məlumdur ki, bu cihaz üzərində təkcə avropalılar deyil, həm də 20 ölkənin hamısı - CERN-in rəsmi iştirakçıları, ümumilikdə 35-ə yaxın ölkə işləyir. Nəzəri olaraq, LHC-nin işləməsini təmin etmək üçün GRID-ə alternativ var idi - CERN kompüter mərkəzinin öz hesablama resurslarının genişləndirilməsi. Lakin problemin qoyulduğu vaxt mövcud olan resurslar sürətləndiricinin işini simulyasiya etmək, onun təcrübələrindən məlumatların saxlanması və elmi işlənməsi üçün tamamilə kifayət deyildi. Buna görə də, kompüter mərkəzi çox əhəmiyyətli dərəcədə yenidən qurulmalı və modernləşdirilməli, daha çox kompüter və məlumat saxlama qurğuları alınmalıdır. Ancaq bu, bütün maliyyənin CERN-də cəmlənəcəyi demək olardı. Bu, CERN-dən uzaq ölkələr üçün çox da məqbul deyildi. Əlbəttə ki, onlar istifadəsi çox çətin olan resurslara sponsorluq etməkdə maraqlı deyildilər və daha çox hesablama və maşın potensiallarını artırmağa meylli idilər. Buna görə də, resursları olduqları yerdə istifadə etmək ideyası doğuldu.

Hər şeyi bir yerdə cəmləşdirməyə çalışmayın, dünyanın müxtəlif yerlərində artıq mövcud olanları birləşdirin.

(və ya TANK)- hazırda dünyanın ən böyük və ən güclü hissəcik sürətləndiricisi. Bu nəhəng 2008-ci ildə buraxıldı, lakin uzun müddət azaldılmış güclərdə işlədi. Gəlin bunun nə olduğunu və nə üçün böyük hadron toqquşdurucuya ehtiyacımız olduğunu anlayaq.

Tarix, miflər və faktlar

Kollayderin yaradılması ideyası 1984-cü ildə elan edildi. Kollayderin tikintisi layihəsi isə artıq 1995-ci ildə təsdiq edilib və qəbul edilib. İnkişaf Avropa Nüvə Tədqiqatları Mərkəzinə (CERN) məxsusdur. Ümumiyyətlə, kollayderin işə salınması təkcə alimlərin deyil, həm də dünyanın hər yerindən adi insanların böyük marağına səbəb olub. Kollayderin işə salınması ilə bağlı hər cür qorxu və dəhşətdən danışdılar.

Bununla belə, hətta indi də, tamamilə mümkündür ki, kimsə LHC-nin işləməsi ilə əlaqəli apokalipsisi gözləyir və Böyük Adron Kollayderi partlayacağı təqdirdə nə baş verəcəyini düşünərək çatlayır. Baxmayaraq ki, ilk növbədə, hər kəs əvvəlcə mikroskopik olaraq böyüyərək kollayderin özünü, sonra isə İsveçrəni və dünyanın qalan hissəsini təhlükəsiz şəkildə udacaq bir qara dəlikdən qorxurdu. Məhv etmə fəlakəti də böyük çaxnaşma yaratdı. Hətta bir qrup elm adamı tikintini dayandırmağa çalışaraq məhkəməyə verdi. Açıqlamada, kollayderdə əldə edilə bilən antimaddə laxtalarının maddə ilə birlikdə yox olmağa başlayacağı, zəncirvari reaksiyanın başlayacağı və bütün kainatın məhv olacağı bildirilib. Gələcəyə Qayıdış filminin məşhur personajının dediyi kimi:

Bütün kainat, əlbəttə ki, ən pis halda. Ən yaxşı halda, yalnız bizim qalaktikamız. Dr. Emet Brown.

İndi gəlin bunun niyə hadronik olduğunu anlamağa çalışaq? Məsələ ondadır ki, o, adronlarla işləyir, daha dəqiq desək, sürətləndirir, sürətləndirir və adronlarla toqquşur.

hadronlar– güclü qarşılıqlı təsirə məruz qalan elementar hissəciklər sinfi. Adronlar kvarklardan ibarətdir.

Adronlar barionlara və mezonlara bölünür. Sadələşdirmək üçün deyək ki, bizə məlum olan demək olar ki, bütün maddələr barionlardan ibarətdir. Gəlin daha da sadələşdirək və deyək ki, baryonlar nuklonlardır (atom nüvəsini təşkil edən proton və neytronlardır).

Böyük Adron Kollayderi necə işləyir

Ölçüsü çox təsir edicidir. Kollayder yerin yüz metr dərinliyində yerləşən dairəvi tuneldir. Böyük Adron Kollayderinin uzunluğu 26 659 metrdir. İşıq sürətinə yaxın sürətlə sürətləndirilən protonlar Fransa və İsveçrə ərazisindən yeraltı çevrə ilə uçurlar. Dəqiq desək, tunelin dərinliyi 50 metrdən 175 metrə qədərdir. Superkeçirici maqnitlər uçan protonların şüalarını fokuslamaq və saxlamaq üçün istifadə olunur, onların ümumi uzunluğu təxminən 22 kilometrdir və onlar -271 dərəcə Selsi temperaturunda işləyirlər.

Kollayderdə 4 nəhəng detektor var: ATLAS, CMS, ALICE və LHCb. Əsas böyük detektorlara əlavə olaraq, köməkçi olanlar da var. Detektorlar hissəciklərin toqquşmasının nəticələrini qeyd etmək üçün nəzərdə tutulub. Yəni iki proton yaxın işıq sürətində toqquşduqdan sonra heç kim nə gözlədiyini bilmir. Nə baş verdiyini, haradan sıçradığını və nə qədər uzağa uçduğunu "görmək" üçün və hər cür sensorlarla doldurulmuş detektorlar var.

Böyük Adron Kollayderinin Nəticələri.

Niyə bir kollayder lazımdır? Yaxşı, əlbəttə ki, Yer kürəsini məhv etmək deyil. Deyəsən, hissəciklərin toqquşmasının nə mənası var? Fakt budur ki, müasir fizikada çoxlu cavabsız suallar var və dünyanı dağılmış hissəciklərin köməyi ilə öyrənmək sözün həqiqi mənasında yeni bir reallıq qatını aça, dünyanın quruluşunu başa düşə və bəlkə də əsas suala cavab verə bilər: həyatın, kainatın və ümumiyyətlə, mənası.

LHC-də artıq hansı kəşflər edilmişdir? Ən məşhuru kəşfdir Higgs bozonu(buna ayrıca məqalə həsr edəcəyik). Bundan əlavə, açdılar 5 yeni hissəcik, rekord enerjilərdə əldə edilən ilk toqquşma məlumatları, protonların və antiprotonların asimmetriyasının olmaması göstərilir, qeyri-adi proton korrelyasiyaları aşkar edilmişdir. Siyahını uzun müddət davam etdirmək olar. Amma evdar qadınları dəhşətə gətirən mikroskopik qara dəlikləri tapmaq mümkün olmayıb.

Və bu, kollayderin hələ maksimum gücünə səpələnməməsinə baxmayaraq. İndi Böyük Adron Kollayderinin maksimum enerjisi 13 TeV(tera elektron volt). Ancaq müvafiq hazırlıqdan sonra protonların dağılması planlaşdırılır 14 TeV. Müqayisə üçün qeyd edək ki, LHC prekursor sürətləndiricilərində əldə edilən maksimum enerjilər aşmadı. 1 TeV. İllinoysdan olan Amerika Tevatron sürətləndiricisi hissəcikləri belə sürətləndirə bilərdi. Kollayderdə əldə edilən enerji dünyanın ən böyük enerjisindən uzaqdır. Beləliklə, Yerdə qeydə alınan kosmik şüaların enerjisi kollayderdə sürətlənmiş hissəciyin enerjisini milyard dəfə üstələyir! Beləliklə, Böyük Adron Kollayderinin təhlükəsi minimaldır. Çox güman ki, LHC-nin köməyi ilə bütün cavablar alındıqdan sonra bəşəriyyət daha güclü kollayder yaratmalı olacaq.

Dostlar, elmi sevin, o da sizi mütləq sevəcək! Və onlar sizə asanlıqla elmə aşiq olmağa kömək edə bilərlər bizim müəlliflər. Kömək istəyin və öyrənmə sevinc gətirsin!