สิ่งที่สร้างเครื่องชนเฮดรอนขนาดใหญ่ Hadron Collider - ข่าวสาร รูปภาพ วิดีโอ ล่าสุด Large Hadron Collider คืออะไร

Large Hadron Collider ถูกเรียกว่า "Doomsday Machine" หรือกุญแจสู่ความลึกลับของจักรวาล แต่ความสำคัญของมันไม่อาจปฏิเสธได้

ดังที่นักคิดชาวอังกฤษชื่อดัง เบอร์ทรานด์ รัสเซลล์ เคยกล่าวไว้ว่า: "นี่คือสิ่งที่คุณรู้ ปรัชญาคือสิ่งที่คุณไม่รู้" เหมือนจะจริง ความรู้ทางวิทยาศาสตร์แยกจากต้นกำเนิดมานานแล้ว ซึ่งสามารถพบได้ในการวิจัยเชิงปรัชญาของกรีกโบราณ แต่สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด

ตลอดศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามค้นหาคำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกในทางวิทยาศาสตร์ กระบวนการนี้คล้ายกับการค้นหาความหมายของชีวิต: ทฤษฎี สมมติฐาน และแม้แต่ความคิดบ้าๆ มากมาย นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปอะไรมาบ้าง จุดเริ่มต้นของXXIศตวรรษ?

โลกทั้งใบประกอบด้วย อนุภาคมูลฐานซึ่งเป็นรูปแบบสุดท้ายของทุกสิ่งที่มีอยู่ นั่นคือ สิ่งที่ไม่สามารถแยกออกเป็นองค์ประกอบย่อยๆ ได้ ได้แก่ โปรตอน อิเล็กตรอน นิวตรอน เป็นต้น อนุภาคเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างต่อเนื่อง ในตอนต้นของศตวรรษ มันถูกแสดงออกใน 4 ประเภทพื้นฐาน: ความโน้มถ่วง แม่เหล็กไฟฟ้า แรง และอ่อน ทฤษฎีแรกอธิบายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ส่วนอีกสามส่วนรวมกันอยู่ในกรอบของแบบจำลองมาตรฐาน (ทฤษฎีควอนตัม) นอกจากนี้ยังแนะนำว่ามีปฏิสัมพันธ์อื่น ภายหลังเรียกว่า "ทุ่งฮิกส์"

ค่อยๆ แนวคิดในการรวมการโต้ตอบพื้นฐานทั้งหมดภายในกรอบของ " ทฤษฎีทุกอย่าง"ซึ่งในตอนแรกถูกมองว่าเป็นเรื่องตลก แต่เติบโตอย่างรวดเร็วเป็นทิศทางทางวิทยาศาสตร์ที่ทรงพลัง ทำไมจึงจำเป็น? ทุกอย่างเรียบง่าย! หากปราศจากความเข้าใจว่าโลกทำงานอย่างไร เราก็เป็นเหมือนมดในรังเทียม—เราจะไม่ก้าวข้ามขีดจำกัดของเรา ความรู้ของมนุษย์ไม่สามารถ (ดี หรือ ลาก่อนไม่ได้ ถ้าคุณเป็นคนมองโลกในแง่ดี) ครอบคลุมโครงสร้างของโลกอย่างครบถ้วน

หนึ่งในทฤษฎีที่มีชื่อเสียงที่สุดที่อ้างว่า "โอบรับทุกสิ่ง" ถือเป็นทฤษฎี ทฤษฎีสตริง. มันบ่งบอกว่าทั้งจักรวาลและชีวิตของเรามีหลายมิติ แม้จะมีส่วนทางทฤษฎีที่พัฒนาแล้วและการสนับสนุนจากนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงเช่น Brian Greene และ Stephen Hawking แต่ก็ไม่มีการยืนยันการทดลอง

หลายทศวรรษต่อมา นักวิทยาศาสตร์รู้สึกเบื่อหน่ายกับการออกอากาศจากอัฒจันทร์ และตัดสินใจที่จะสร้างสิ่งที่ควรมีจุด i ด้วยเหตุนี้ จึงมีการสร้างสถานที่ทดลองที่ใหญ่ที่สุดในโลก - Hadron Collider ขนาดใหญ่ (LHC)

"ถึงเครื่องชนกัน!"

collider คืออะไร? ในแง่วิทยาศาสตร์ นี่คือเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุซึ่งออกแบบมาเพื่อเร่งอนุภาคมูลฐานเพื่อให้เข้าใจปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคเหล่านี้มากขึ้น ในแง่ของฆราวาส เป็นเวทีใหญ่ (หรือแซนด์บ็อกซ์ ถ้าคุณต้องการ) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ต่อสู้เพื่อพิสูจน์ทฤษฎีของพวกเขา

เป็นครั้งแรกที่แนวคิดที่จะชนอนุภาคมูลฐานและดูว่าเกิดอะไรขึ้นมาจากนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันชื่อ โดนัลด์ วิลเลียม เคิร์สต์ ในปี 1956 เขาแนะนำว่าด้วยสิ่งนี้ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถเจาะลึกความลับของจักรวาลได้ ดูเหมือนว่ามีอะไรผิดปกติกับการผลักโปรตอนสองลำพร้อมกับพลังงานทั้งหมดมากกว่าหนึ่งล้านเท่าจากการหลอมละลายด้วยความร้อน เวลามีความเหมาะสม: สงครามเย็น การแข่งอาวุธ และอื่นๆ

ประวัติความเป็นมาของการสร้าง LHC

แนวคิดในการสร้างเครื่องเร่งความเร็วเพื่อรับและศึกษาอนุภาคที่มีประจุปรากฏขึ้นในช่วงต้นปี ค.ศ. 1920 แต่ต้นแบบแรกถูกสร้างขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1930 เท่านั้น ในขั้นต้น พวกมันเป็นเครื่องเร่งเชิงเส้นแรงดันสูง นั่นคือ อนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง เวอร์ชั่นแหวนเปิดตัวในปี 1931 ในสหรัฐอเมริกา หลังจากนั้นอุปกรณ์ที่คล้ายกันก็เริ่มปรากฏในหลายประเทศที่พัฒนาแล้ว - บริเตนใหญ่ สวิตเซอร์แลนด์ และสหภาพโซเวียต ได้ชื่อมา ไซโคลตรอนและต่อมาเริ่มมีการใช้อย่างแข็งขันเพื่อสร้างอาวุธนิวเคลียร์

ควรสังเกตว่าค่าใช้จ่ายในการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคนั้นสูงอย่างไม่น่าเชื่อ ยุโรปเล่นระหว่าง สงครามเย็นไม่ใช่บทบาทหลัก มอบหมายให้สร้าง องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (มักอ่าน CERN ในภาษารัสเซีย)ซึ่งต่อมาได้ดำเนินการก่อสร้าง LHC

CERN ถูกสร้างขึ้นจากความกังวลของประชาคมโลกเกี่ยวกับการวิจัยนิวเคลียร์ในสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต ซึ่งอาจนำไปสู่การทำลายล้างโดยทั่วไป ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงตัดสินใจผนึกกำลังและชี้นำพวกเขาไปในทิศทางที่สงบสุข ในปี 1954 CERN ได้เกิดอย่างเป็นทางการ

ในปี 1983 ภายใต้การอุปถัมภ์ของ CERN โบซอน W และ Z ถูกค้นพบ หลังจากนั้นคำถามเกี่ยวกับการค้นพบโบซอนของฮิกส์ก็เป็นเพียงเรื่องของเวลา ในปีเดียวกันนั้น งานได้เริ่มขึ้นในการก่อสร้าง Large Electron-Positron Collider (LEPC) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการศึกษาโบซอนที่ค้นพบ อย่างไรก็ตาม ถึงกระนั้นก็เห็นได้ชัดว่าความจุของอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นจะไม่เพียงพอในเร็วๆ นี้ และในปี 1984 ได้มีการตัดสินใจสร้าง LHC ทันทีหลังจากที่ BEPC ถูกรื้อถอน นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในปี 2000

การก่อสร้าง LHC ซึ่งเริ่มในปี 2544 ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยข้อเท็จจริงที่ว่ามันเกิดขึ้นบนเว็บไซต์ของอดีต BEPK ในหุบเขาทะเลสาบเจนีวา ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับปัญหาทางการเงิน (ในปี 2538 ค่าใช้จ่ายประมาณ 2.6 พันล้านฟรังก์สวิสโดยในปี 2544 เกิน 4.6 พันล้านดอลลาร์ในปี 2552 มีมูลค่า 6 พันล้านดอลลาร์)

บน ช่วงเวลานี้ LHC ตั้งอยู่ในอุโมงค์ที่มีเส้นรอบวง 26.7 กม. และผ่านอาณาเขตสองแห่ง ประเทศในยุโรป- ฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ ความลึกของอุโมงค์จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 50 ถึง 175 เมตร นอกจากนี้ ควรสังเกตด้วยว่าพลังงานการชนกันของโปรตอนในเครื่องเร่งอนุภาคถึง 14 teraelectronvolts ซึ่งสูงกว่าผลลัพธ์ที่ได้จากการใช้ BEPC ถึง 20 เท่า

"ความอยากรู้อยากเห็นไม่ใช่ความชั่วร้าย แต่เป็นสิ่งที่น่าขยะแขยงมาก"

อุโมงค์ 27 กม. ของเครื่องชนกัน CERN อยู่ใต้ดิน 100 เมตรใกล้กับเจนีวา แม่เหล็กไฟฟ้าตัวนำยิ่งยวดขนาดใหญ่จะอยู่ที่นี่ ทางขวามือเป็นเกวียนขนส่ง Juhanson/wikipedia.org (CC BY-SA 3. 0)

ทำไมจึงต้องมี "เครื่องจักรวันโลกาวินาศ" ที่มนุษย์สร้างขึ้น? นักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าจะได้เห็นโลกในทันทีหลังบิ๊กแบง นั่นคือ ในช่วงเวลาของการก่อตัวของสสาร

เป้าหมายซึ่งนักวิทยาศาสตร์ตั้งตัวเองในระหว่างการก่อสร้าง LHC:

1. การยืนยันหรือการพิสูจน์แบบจำลองมาตรฐานเพื่อสร้าง "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" ต่อไป
2. หลักฐานการมีอยู่ของฮิกส์โบซอนเป็นอนุภาคของปฏิสัมพันธ์พื้นฐานที่ห้า ตามการวิจัยเชิงทฤษฎีควรส่งผลกระทบต่อปฏิกิริยาทางไฟฟ้าและปฏิกิริยาที่อ่อนแอซึ่งทำลายสมมาตร
3. การศึกษาควาร์กซึ่งเป็นอนุภาคพื้นฐานซึ่งเล็กกว่าโปรตอนที่ประกอบเป็น 20,000 เท่า
4. การรับและศึกษาสสารมืดซึ่งประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของจักรวาล

สิ่งเหล่านี้อยู่ไกลจากเป้าหมายเดียวที่นักวิทยาศาสตร์มอบหมายให้กับ LHC แต่ส่วนที่เหลือมีความเกี่ยวข้องหรือเชิงทฤษฎีมากกว่า

ได้อะไรมาบ้าง?

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าความสำเร็จที่ใหญ่ที่สุดและสำคัญที่สุดคือการยืนยันอย่างเป็นทางการของการมีอยู่ ฮิกส์ โบซอน. การค้นพบปฏิสัมพันธ์ที่ห้า (สนามฮิกส์) ซึ่งตามที่นักวิทยาศาสตร์ส่งผลต่อการได้มาซึ่งมวลโดยอนุภาคมูลฐานทั้งหมด เป็นที่เชื่อกันว่าเมื่อความสมมาตรขาดหายไประหว่างการกระทำของสนามฮิกส์บนสนามอื่น โบซอน W และ Z จะมีขนาดใหญ่ การค้นพบโบซอนฮิกส์มีความสำคัญมากจนนักวิทยาศาสตร์หลายคนตั้งชื่อให้พวกมันว่า "อนุภาคศักดิ์สิทธิ์"

ควาร์กรวมกันเป็นอนุภาค (โปรตอน นิวตรอน และอื่นๆ) ซึ่งเรียกว่า ฮาดรอน. พวกเขาเป็นผู้เร่งความเร็วและชนกันใน LHC จึงเป็นที่มาของชื่อ ในระหว่างการทำงานของเครื่องชนกัน ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแยกควาร์กออกจากฮาดรอน หากคุณพยายามทำเช่นนี้ คุณจะดึงอนุภาคมูลฐานชนิดอื่นออกมา เช่น โปรตอน เมซอน. แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่านี่เป็นเพียงหนึ่งในฮาดรอนและไม่ได้มีอะไรใหม่ในตัวเอง แต่การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของควาร์กควรดำเนินการในขั้นตอนเล็กๆ อย่างแม่นยำ ในการค้นคว้ากฎพื้นฐานของการทำงานของจักรวาล ความเร่งรีบเป็นอันตราย

แม้ว่าควาร์กเองจะไม่ถูกค้นพบระหว่างการใช้ LHC แต่การมีอยู่ของพวกมันมาก่อน ชั่วขณะหนึ่งถือเป็นนามธรรมทางคณิตศาสตร์ อนุภาคดังกล่าวตัวแรกถูกค้นพบในปี 2511 แต่จนถึงปี 2538 ก็มีการพิสูจน์การมีอยู่ของ "ควาร์กที่แท้จริง" อย่างเป็นทางการ ผลการทดลองได้รับการยืนยันโดยความเป็นไปได้ของการทำซ้ำ ดังนั้น ความสำเร็จของผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันโดย LHC จึงไม่ถือเป็นการซ้ำซาก แต่เป็นหลักฐานยืนยันการมีอยู่ของมัน! แม้ว่าปัญหาความเป็นจริงของควาร์กจะไม่หายไปจากที่ไหนก็ตาม เพราะมันเป็นเพียง แยกไม่ออกจากฮาดรอน

มีแผนอะไรบ้าง?

งานหลักในการสร้าง "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" ยังไม่ได้รับการแก้ไข แต่การศึกษาเชิงทฤษฎีของตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับการสำแดงของมันกำลังดำเนินการอยู่ จนถึงขณะนี้ ปัญหาหนึ่งในการรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและแบบจำลองมาตรฐานเข้าด้วยกันคือขอบเขตที่แตกต่างกัน ดังนั้นปัญหาที่สองจึงไม่คำนึงถึงคุณลักษณะของทฤษฎีแรก ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะก้าวข้ามแบบจำลองมาตรฐานและไปให้ถึงปลายทาง ฟิสิกส์ใหม่.

สมมาตรยิ่งยวด -นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามันเชื่อมโยงช่องควอนตัม bosonic และ fermionic มากจนสามารถแปลงเป็นกันและกันได้ เป็นการแปลงประเภทนี้ที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของแบบจำลองมาตรฐาน เนื่องจากมีทฤษฎีที่ว่าการทำแผนที่แบบสมมาตรของฟิลด์ควอนตัมมีพื้นฐานมาจาก กราวิตัน. ตามลำดับสามารถเป็นอนุภาคมูลฐานของแรงโน้มถ่วงได้

โบซอน มาดาลา- สมมติฐานของการมีอยู่ของมาดาลาโบซอนแสดงให้เห็นว่ามีอีกสาขาหนึ่ง เฉพาะในกรณีที่ฮิกส์โบซอนมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคและสสารที่รู้จักแล้วมาดาลาโบซอนจะมีปฏิสัมพันธ์กับ สสารมืด. แม้ว่ามันจะกินพื้นที่ส่วนใหญ่ของจักรวาล แต่การดำรงอยู่ของมันไม่รวมอยู่ในกรอบของแบบจำลองมาตรฐาน

หลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์หนึ่งในงานวิจัยของ LHC คือการสร้างหลุมดำ ใช่ ใช่ พื้นที่สีดำที่กินพื้นที่ทั้งหมดในอวกาศ โชคดีที่ไม่มีความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญในทิศทางนี้

ปัจจุบัน Large Hadron Collider เป็นศูนย์วิจัยอเนกประสงค์ บนพื้นฐานของทฤษฎีที่ถูกสร้างขึ้นและได้รับการยืนยันจากการทดลอง ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างของโลกได้ดียิ่งขึ้น คลื่นการวิพากษ์วิจารณ์มักเพิ่มขึ้นจากการศึกษาต่อเนื่องจำนวนหนึ่งซึ่งถูกตราหน้าว่าอันตราย ซึ่งรวมถึงจากสตีเฟน ฮอว์คิงด้วย แต่เกมนี้คุ้มค่ากับเทียนไขอย่างแน่นอน เราไม่สามารถแล่นเรือในมหาสมุทรสีดำที่เรียกว่าจักรวาลกับกัปตันที่ไม่มีแผนที่ไม่มีเข็มทิศไม่มีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับโลกรอบตัวเรา

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+Enter.

ชาวโลกธรรมดาหลายคนถามตัวเองว่าทำไมต้องใช้ Large Hadron Collider การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งคนส่วนใหญ่เข้าใจยาก ซึ่งใช้เงินไปหลายพันล้านยูโร ทำให้เกิดความตื่นตัวและวิตกกังวล

บางทีนี่อาจไม่ใช่การวิจัยแต่อย่างใด แต่เป็นต้นแบบของไทม์แมชชีนหรือพอร์ทัลสำหรับเทเลพอร์ตของสิ่งมีชีวิตต่างดาวที่สามารถเปลี่ยนชะตากรรมของมนุษยชาติได้? ข่าวลือนั้นยอดเยี่ยมและน่ากลัวที่สุด ในบทความเราจะพยายามหาว่า Hadron collider คืออะไรและทำไมจึงถูกสร้างขึ้น

โครงการทะเยอทะยานของมนุษยชาติ

Large Hadron Collider เป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในโลก ตั้งอยู่บนพรมแดนของประเทศสวิสเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นภายใต้นั้น: ที่ความลึก 100 เมตรมีอุโมงค์คันเร่งวงแหวนยาวเกือบ 27 กิโลเมตร เจ้าของไซต์ทดสอบทดลองซึ่งมีมูลค่ามากกว่า 10 พันล้านดอลลาร์คือศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป

ทรัพยากรจำนวนมากและนักฟิสิกส์นิวเคลียร์หลายพันคนมีส่วนร่วมในการเร่งโปรตอนและไอออนตะกั่วหนักให้มีความเร็วใกล้กับแสงในทิศทางต่างๆ หลังจากนั้นพวกมันจะชนกัน ผลของปฏิสัมพันธ์โดยตรงได้รับการศึกษาอย่างรอบคอบ

ข้อเสนอในการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคใหม่ได้รับกลับมาใน 1984 เป็นเวลาสิบปีที่มีการพูดคุยกันหลายครั้งเกี่ยวกับลักษณะของ Hadron collider ว่าทำไมโครงการวิจัยขนาดใหญ่เช่นนี้จึงมีความจำเป็น หลังจากพูดถึงคุณสมบัติของโซลูชันทางเทคนิคและพารามิเตอร์ที่จำเป็นของการติดตั้งแล้ว โครงการก็ได้รับการอนุมัติ การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี 2544 โดยได้จัดสรรเครื่องเร่งอนุภาคมูลฐานซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน - โพซิตรอนขนาดใหญ่สำหรับการจัดวาง

เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ Large Hadron Collider?

ปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคมูลฐานอธิบายไว้ในรูปแบบต่างๆ ทฤษฎีสัมพัทธภาพขัดแย้งกับทฤษฎีสนามควอนตัม ลิงค์ที่ขาดหายไปในการรับ วิธีการแบบครบวงจรโครงสร้างของอนุภาคมูลฐานเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม นั่นเป็นเหตุผลที่เราต้องการเครื่องชนกันแบบแฮดรอนกำลังสูง

พลังงานทั้งหมดในการชนกันของอนุภาคคือ 14 teraelectronvolts ซึ่งทำให้อุปกรณ์นี้เป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังกว่าที่มีอยู่ทั้งหมดในโลกทุกวันนี้ หลังจากทำการทดลองที่ไม่เคยทำได้มาก่อนด้วยเหตุผลทางเทคนิค นักวิทยาศาสตร์ที่มีความน่าจะเป็นในระดับสูงจะสามารถบันทึกหรือหักล้างทฤษฎีที่มีอยู่ของไมโครเวิร์ลได้

การศึกษาพลาสมาของควาร์ก-กลูออนที่เกิดขึ้นระหว่างการชนกันของนิวเคลียสของตะกั่วจะทำให้เราสามารถสร้างทฤษฎีขั้นสูงของการโต้ตอบที่รุนแรงขึ้นได้ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงฟิสิกส์นิวเคลียร์และพื้นที่ของดาวได้อย่างสิ้นเชิง

ฮิกส์ โบซอน

ย้อนกลับไปในปี 1960 นักฟิสิกส์ชาวสก็อต Peter Higgs ได้พัฒนาทฤษฎีของสนาม Higgs โดยที่อนุภาคที่เข้าสู่สนามนี้อยู่ภายใต้การกระทำของควอนตัม ซึ่งใน โลกทางกายภาพสามารถสังเกตได้จากมวลของวัตถุ

หากในระหว่างการทดลองเป็นไปได้ที่จะยืนยันทฤษฎีของนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ชาวสก็อตและพบฮิกส์โบซอน (ควอนตัม) เหตุการณ์นี้อาจกลายเป็นจุดเริ่มต้นใหม่สำหรับการพัฒนาของชาวโลก

และการควบคุมแรงโน้มถ่วงที่ค้นพบจะเกินแนวโน้มการพัฒนาที่มองเห็นได้หลายครั้ง ความก้าวหน้าทางเทคนิค. ยิ่งกว่านั้น นักวิทยาศาสตร์ขั้นสูงไม่สนใจการปรากฏตัวของ Higgs boson มากกว่า แต่ในกระบวนการทำลายสมมาตรของอิเล็กโตรวีก

เขาทำงานอย่างไร

เพื่อให้อนุภาคทดลองไปถึงความเร็วที่พื้นผิวคิดไม่ถึง ซึ่งเกือบจะเท่ากับความเร็วในสุญญากาศ พวกมันจะถูกเร่งทีละน้อย ทุกครั้งที่มีการเพิ่มพลังงาน

อย่างแรก เครื่องเร่งความเร็วเชิงเส้นจะฉีดตะกั่วไอออนและโปรตอน ซึ่งจะถูกเร่งความเร็วแบบขั้นบันได อนุภาคผ่านบูสเตอร์จะเข้าสู่โปรตอนซินโครตรอน ซึ่งพวกมันจะได้รับประจุ 28 GeV

ในขั้นต่อไป อนุภาคจะเข้าสู่ซุปเปอร์ซินโครตรอน ซึ่งพลังงานจากประจุของพวกมันจะเพิ่มขึ้นถึง 450 GeV เมื่อไปถึงตัวบ่งชี้ดังกล่าวแล้ว อนุภาคจะตกลงไปในวงแหวนหลักหลายกิโลเมตร ซึ่งเครื่องตรวจจับจะบันทึกช่วงเวลาของการชนกันในจุดชนกันที่ตั้งไว้เป็นพิเศษ

นอกจากตัวตรวจจับที่สามารถตรวจจับกระบวนการทั้งหมดระหว่างการชนแล้ว แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด 1625 ตัวยังถูกใช้เพื่อเก็บกลุ่มโปรตอนไว้ในคันเร่ง ความยาวรวมของพวกเขาเกิน 22 กิโลเมตร พิเศษเพื่อให้รักษาอุณหภูมิได้ -271 °C ราคาของแม่เหล็กแต่ละตัวนั้นอยู่ที่ประมาณหนึ่งล้านยูโร

สิ้นสุดปรับวิธีการ

เพื่อทำการทดลองที่ทะเยอทะยานดังกล่าว Hadron collider ที่ทรงพลังที่สุดได้ถูกสร้างขึ้น ทำไมคุณถึงต้องการเงินหลายพันล้านดอลลาร์ โครงงานวิทยาศาสตร์นักวิทยาศาสตร์หลายคนบอกมนุษยชาติด้วยความยินดีอย่างไม่ปิดบัง จริงอยู่ ในกรณีของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ครั้งใหม่ เป็นไปได้มากว่าสิ่งเหล่านี้จะถูกจัดประเภทอย่างน่าเชื่อถือ

คุณสามารถพูดได้อย่างแน่นอน สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากประวัติศาสตร์อารยธรรมทั้งหมด เมื่อวงล้อถูกประดิษฐ์ขึ้น มนุษยชาติก็เชี่ยวชาญด้านโลหะวิทยา - สวัสดี ปืนและปืน!

การพัฒนาที่ทันสมัยที่สุดทั้งหมดในปัจจุบันกลายเป็นสมบัติของคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมการทหารของประเทศที่พัฒนาแล้ว แต่ไม่ใช่ของมนุษยชาติทั้งหมด เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้วิธีการแยกอะตอม อะไรเกิดก่อนกัน? เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ผลิตไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม หลังจากมีผู้เสียชีวิตหลายแสนรายในญี่ปุ่น ชาวฮิโรชิมาต่อต้านอย่างชัดเจน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ผู้ซึ่งพรากไปจากเขาและลูกๆ ในวันพรุ่งนี้

การพัฒนาทางเทคนิคดูเหมือนเป็นการเยาะเย้ยผู้คน เพราะในไม่ช้าบุคคลในนั้นจะกลายเป็นจุดอ่อนที่สุด ตามทฤษฎีวิวัฒนาการระบบจะพัฒนาและแข็งแกร่งขึ้นโดยกำจัดจุดอ่อน ในไม่ช้าอาจกลายเป็นว่าไม่มีที่ว่างเหลือสำหรับเราในโลกของการพัฒนาเทคโนโลยี ดังนั้น คำถามที่ว่า "เหตุใดจึงต้องมี Large Hadron Collider ในตอนนี้" จริงๆ แล้วไม่ใช่ความอยากรู้อยากเห็นที่ไม่ได้ใช้งาน เพราะมันเกิดจากความกลัวต่อชะตากรรมของมวลมนุษยชาติ

คำถามที่ไม่ได้รับคำตอบ

ทำไมเราต้องมี Hadron collider ขนาดใหญ่ถ้าผู้คนนับล้านบนโลกใบนี้เสียชีวิตจากความหิวโหยและโรคที่รักษาไม่หายและบางครั้งสามารถรักษาได้? เขาจะช่วยเอาชนะความชั่วร้ายนี้หรือไม่? เหตุใดมนุษย์จึงต้องการ Hadron collider ซึ่งด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีทั้งหมดไม่สามารถเรียนรู้วิธีต่อสู้กับโรคมะเร็งได้สำเร็จมานานกว่าร้อยปี? หรือบางทีอาจเป็นเพียงผลกำไรมากกว่าที่จะให้บริการทางการแพทย์ที่มีราคาแพงกว่าที่จะหาวิธีรักษา? ด้วยระเบียบโลกที่มีอยู่และการพัฒนาทางจริยธรรม ตัวแทนของเผ่าพันธุ์มนุษย์เพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่ต้องการเครื่องชนเฮดรอนขนาดใหญ่ เหตุใดประชากรทั้งหมดของโลกจึงต้องการมัน ซึ่งเป็นผู้นำการต่อสู้อย่างไม่หยุดยั้งเพื่อสิทธิที่จะอยู่ในโลกที่ปราศจากการบุกรุกชีวิตและสุขภาพของใครก็ตาม ประวัติศาสตร์เงียบไปในเรื่องนี้...

กลัวเพื่อนร่วมงานทางวิทยาศาสตร์

มีตัวแทนคนอื่นๆ ของชุมชนวิทยาศาสตร์ที่แสดงความกังวลอย่างจริงจังเกี่ยวกับความปลอดภัยของโครงการ มีความเป็นไปได้สูงที่โลกวิทยาศาสตร์ในการทดลอง เนื่องจากความรู้ที่จำกัด อาจสูญเสียการควบคุมกระบวนการที่ไม่ได้รับการศึกษาอย่างเหมาะสมด้วยซ้ำ

วิธีนี้ชวนให้นึกถึงการทดลองในห้องปฏิบัติการของนักเคมีรุ่นเยาว์ - ผสมทุกอย่างและดูว่าเกิดอะไรขึ้น ตัวอย่างสุดท้ายอาจจบลงด้วยการระเบิดในห้องปฏิบัติการ และถ้า "ความสำเร็จ" ดังกล่าวเกิดขึ้นกับ Hadron collider?

เหตุใดมนุษย์ดินจึงต้องการความเสี่ยงที่ไม่ยุติธรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้ทดลองไม่สามารถพูดได้อย่างมั่นใจอย่างเต็มที่ว่ากระบวนการชนกันของอนุภาคซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิของดาวของเรา 100,000 ครั้ง จะไม่ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ของสารทั้งหมด ของดาวเคราะห์?! หรือพวกเขาจะเรียกหาสิ่งที่สามารถทำลายวันหยุดพักผ่อนในภูเขาของสวิตเซอร์แลนด์หรือใน French Riviera ...

เผด็จการข้อมูล

Large Hadron Collider ใช้ทำอะไรในเมื่อมนุษยชาติยังตัดสินใจไม่ได้ งานที่ท้าทาย? ความพยายามที่จะปิดปากความคิดเห็นอื่นเป็นเพียงการยืนยันความเป็นไปได้ของเหตุการณ์ที่คาดเดาไม่ได้

น่าจะเป็นที่ที่บุคคลปรากฏตัวครั้งแรกคุณลักษณะคู่นี้ถูกวางไว้ในตัวเขา - เพื่อทำความดีและทำร้ายตัวเองในเวลาเดียวกัน บางทีคำตอบอาจได้รับจากการค้นพบที่ Hadron collider จะให้? เหตุใดจึงต้องมีการทดลองที่มีความเสี่ยง ลูกหลานของเราจะเป็นผู้ตัดสินใจ

ข้อเท็จจริงบางประการเกี่ยวกับ Large Hadron Collider สร้างขึ้นอย่างไรและทำไม มีประโยชน์อย่างไร และสิ่งที่อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษยชาติ

1. การก่อสร้าง LHC หรือ Large Hadron Collider เกิดขึ้นในปี 1984 และเริ่มในปี 2001 เท่านั้น ห้าปีต่อมาในปี 2006 ด้วยความพยายามของวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 10,000 คนจากประเทศต่างๆ Large Hadron Collider เสร็จสมบูรณ์

2. LHC เป็นสถานที่ทดลองที่ใหญ่ที่สุดในโลก

3. แล้วทำไมต้อง Large Hadron Collider?
มันถูกตั้งชื่อว่าใหญ่เนื่องจากขนาดที่มั่นคง: ความยาวของวงแหวนหลักซึ่งขับเคลื่อนอนุภาคนั้น ประมาณ 27 กม.
Hadron - เนื่องจากการติดตั้งเร่ง Hadrons (อนุภาคที่ประกอบด้วยควาร์ก)
Collider - เนื่องจากลำอนุภาคเร่งความเร็วไปในทิศทางตรงกันข้ามซึ่งชนกันที่จุดพิเศษ

4. Large Hadron Collider มีไว้เพื่ออะไร? LHC เป็นศูนย์วิจัยล้ำสมัยที่นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองกับอะตอม ผลักไอออนและโปรตอนเข้าด้วยกันด้วยความเร็วสูง นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะได้รับความช่วยเหลือจากการวิจัยเพื่อปกปิดความลึกลับของการปรากฎตัวของจักรวาล

5. โครงการดังกล่าวทำให้ชุมชนวิทยาศาสตร์ต้องเสียเงินจำนวนมหาศาลถึง 6 พันล้านดอลลาร์ อย่างไรก็ตาม รัสเซียได้มอบหมายผู้เชี่ยวชาญ 700 คนให้กับ LHC ซึ่งยังคงทำงานอยู่จนถึงทุกวันนี้ คำสั่งซื้อ LHC นำเงินประมาณ 120 ล้านดอลลาร์มาสู่องค์กรรัสเซีย

6. ไม่ต้องสงสัยเลย การค้นพบหลักที่ทำขึ้นที่ LHC คือการค้นพบ Higgs boson ในปี 2012 หรือที่เรียกอีกอย่างว่า "อนุภาคของพระเจ้า" Higgs boson เป็นลิงค์สุดท้ายใน Standard Model อีกเหตุการณ์สำคัญใน Bak'e คือความสำเร็จของค่าพลังงานการชนกันเป็นประวัติการณ์ที่ 2.36 teraelectronvolts

7. นักวิทยาศาสตร์บางคน รวมทั้งในรัสเซีย เชื่อว่าต้องขอบคุณการทดลองขนาดใหญ่ที่ CERN (องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป ซึ่งอันที่จริงแล้วคือเครื่องชนกัน) นักวิทยาศาสตร์จะสามารถสร้างไทม์แมชชีนเครื่องแรกของโลกได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ไม่ได้แบ่งปันการมองโลกในแง่ดีของเพื่อนร่วมงาน

8. ความกลัวหลักของมนุษยชาติเกี่ยวกับเครื่องเร่งความเร็วที่ทรงพลังที่สุดในโลกนั้นขึ้นอยู่กับอันตรายที่คุกคามมนุษยชาติอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของหลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่สามารถจับสสารโดยรอบได้ มีภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นและอันตรายอย่างยิ่งอีกประการหนึ่ง - การเกิดขึ้นของสายรัด (ผลิตจากหยดแปลก ๆ ) ซึ่งตามสมมติฐานแล้วสามารถชนกับนิวเคลียสของอะตอมเพื่อสร้างสายรัดใหม่ ๆ มากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งเปลี่ยนเรื่องของจักรวาลทั้งหมด อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ที่น่านับถือที่สุดส่วนใหญ่กล่าวว่าผลลัพธ์ดังกล่าวไม่น่าเป็นไปได้ แต่มันเป็นไปได้ในทางทฤษฎี

9. ในปี 2008 CERN ถูกฟ้องโดยชาวฮาวายสองคน พวกเขากล่าวหา CERN ว่าพยายามที่จะยุติมนุษยชาติด้วยความประมาทเลินเล่อและเรียกร้องการรับประกันความปลอดภัยจากนักวิทยาศาสตร์

10. Large Hadron Collider ตั้งอยู่ในสวิตเซอร์แลนด์ใกล้กับเจนีวา มีพิพิธภัณฑ์อยู่ที่ CERN ซึ่งผู้เข้าชมจะได้รับการอธิบายอย่างชัดเจนเกี่ยวกับหลักการของเครื่องชนกันและเหตุใดจึงถูกสร้างขึ้น

11 . และสุดท้าย เกร็ดน่ารู้เล็กๆ น้อยๆ เมื่อพิจารณาจากคำขอใน Yandex หลายคนที่กำลังมองหาข้อมูลเกี่ยวกับ Large Hadron Collider ไม่รู้ว่าจะสะกดชื่อคันเร่งอย่างไร ตัวอย่างเช่น พวกเขาเขียน "แอนดรอน" (และไม่เพียงแต่เขียนสิ่งที่ NTV รายงานด้วยเครื่องชนแอนดรอนเท่านั้นที่คุ้มค่า) บางครั้งพวกเขาเขียนว่า "แอนดรอยด์" (จักรวรรดิโต้กลับ) ในเครือข่ายชนชั้นนายทุน พวกเขาไม่ล้าหลังและแทนที่จะใช้ "ฮาดรอน" พวกเขาขับ "ฮาร์ดอน" เข้าไปในเครื่องมือค้นหา (ในภาษาอังกฤษออร์โธดอกซ์ ฮาร์ดออนคือไรเซอร์) การสะกดที่น่าสนใจในภาษาเบลารุสคือ "Vyaliki hadronny paskaralnik" ซึ่งแปลว่า "Big hadron accelerator"

ฮาดรอน คอลลิเดอร์ รูปภาพ

Large Hadron Collider ทำงานอย่างไร

เครื่องเร่งความเร็วของ LHC จะทำงานโดยพิจารณาจากผลของความเป็นตัวนำยิ่งยวด กล่าวคือ ความสามารถของวัสดุบางชนิดในการนำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานหรือการสูญเสียพลังงาน โดยปกติที่อุณหภูมิต่ำมาก เพื่อให้ลำอนุภาคอยู่บนรางทรงกลม จำเป็นต้องใช้สนามแม่เหล็กที่แรงกว่าที่เคยใช้กับเครื่องเร่งอนุภาค CERN รุ่นอื่นๆ

Large Hadron Collider ซึ่งเป็นเครื่องเร่งโปรตอนที่สร้างขึ้นในประเทศสวิสเซอร์แลนด์และฝรั่งเศสไม่มีอะนาลอกใดในโลก โครงสร้างวงแหวนนี้ยาว 27 กม. สร้างที่ความลึก 100 เมตร

ด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็กไฟฟ้าทรงพลัง 120 ตัวที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ - ลบ 271.3 องศาเซลเซียส มันควรจะแยกย้ายกันไปลำโปรตอนที่ชนกันเพื่อให้ใกล้เคียงกับความเร็วของแสง (99.9%)อย่างไรก็ตาม ในหลาย ๆ ที่เส้นทางของพวกมันจะตัดกัน ซึ่งจะทำให้โปรตอนชนกันได้ อนุภาคจะถูกนำโดยแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดหลายพันตัวเมื่อมีพลังงานเพียงพอ อนุภาคจะชนกัน จึงสร้างแบบจำลองของบิกแบงเซ็นเซอร์หลายพันตัวจะบันทึกช่วงเวลาของการชน ผลที่ตามมาของการชนกันของโปรตอนจะกลายเป็นหัวข้อหลักในการศึกษาโลก [ http://dipland.ru /Cybernetics/Large_Hadron_Collider_92988]

ข้อมูลจำเพาะ

เครื่องเร่งควรชนโปรตอนด้วยพลังงานรวม 14 TeV (นั่นคือ 14 เทราอิเล็กตรอนโวลต์ หรือ 14 1,012 อิเล็กตรอนโวลต์) ในระบบจุดศูนย์ถ่วง อนุภาคตกกระทบ รวมทั้งนิวเคลียสตะกั่ว ด้วยพลังงาน 5 GeV (5 109 อิเล็กตรอนโวลต์) สำหรับการชนกันแต่ละคู่นิวเคลียส เมื่อต้นปี 2553 LHC นั้นค่อนข้างแซงหน้าเจ้าของสถิติก่อนหน้านี้ในแง่ของพลังงานโปรตอน - โปรตอน - แอนติโปรตอนคอลไลเดอร์เทวาตรอน ที่จนถึงสิ้นปี 2554 ทำงานในห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วแห่งชาติ. เอนริโก แฟร์มี(สหรัฐอเมริกา ). แม้ว่าการปรับอุปกรณ์จะยืดเยื้อมานานหลายปีและยังไม่เสร็จสิ้น แต่ LHC ได้กลายเป็นเครื่องเร่งอนุภาคมูลฐานที่มีพลังมากที่สุดในโลกแล้ว เหนือกว่าเครื่องชนอื่นๆ ในด้านพลังงานด้วยลำดับความสำคัญ ซึ่งรวมถึงเครื่องชนกันของไอออนหนักที่มีสัมพัทธภาพ . RHIC ปฏิบัติการใน Brookhaven Lab(สหรัฐอเมริกา).

เครื่องตรวจจับ

LHC มีตัวตรวจจับหลัก 4 ตัวและตัวตรวจจับเสริม 3 ตัว:

· อลิซ (การทดลองเครื่องชนกันไอออนขนาดใหญ่)

ATLAS (เครื่องมือ LHC Toroidal)

CMS (คอมแพค Muon โซลินอยด์)

LHCb (การทดลองความงาม Large Hadron Collider)

โทเทม (การวัดหน้าตัดแบบยืดหยุ่นและเลี้ยวเบนทั้งหมด)

LHCf (ไปข้างหน้าขนาดใหญ่ Hadron Collider)

โมEDAL (เครื่องตรวจจับ Monopole และ Exotics ที่ LHC)

ATLAS, CMS, ALICE, LHCb เป็นเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ที่อยู่รอบจุดชนของลำแสง เครื่องตรวจจับ TOTEM และ LHCf เป็นอุปกรณ์เสริม ซึ่งอยู่ห่างจากจุดตัดของลำแสงหลายสิบเมตรที่เครื่องตรวจจับ CMS และ ATLAS ยึดครองตามลำดับ และจะใช้ร่วมกับเครื่องตรวจจับหลัก

เครื่องตรวจจับ CMS

เครื่องตรวจจับ ATLAS และ CMS เป็นเครื่องตรวจจับวัตถุประสงค์ทั่วไปที่ออกแบบมาเพื่อค้นหาฮิกส์โบซอนและ "ฟิสิกส์ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน" โดยเฉพาะสสารมืด , อลิซ - ไปเรียนควาร์ก-กลูออนพลาสม่า ในการชนกันของไอออนหนักตะกั่ว LHCb - สำหรับการวิจัยฟิสิกส์ข-ควาร์ก เพื่อทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างสสารและปฏิสสาร , TOTEM - ออกแบบมาเพื่อศึกษาการกระเจิงของอนุภาคในมุมเล็กๆ เช่น เกิดขึ้นระหว่างทางใกล้โดยไม่ชนกัน (ที่เรียกว่าอนุภาคไม่ชนกัน, อนุภาคไปข้างหน้า) ซึ่งช่วยให้คุณวัดขนาดของโปรตอนได้แม่นยำยิ่งขึ้นด้วย เพื่อควบคุมความส่องสว่างของคอลไลเดอร์ และสุดท้าย LHCf สำหรับการวิจัยรังสีคอสมิก จำลองโดยใช้อนุภาคที่ไม่ชนกัน

งานของ LHC นั้นสัมพันธ์กับงานที่เจ็ดซึ่งค่อนข้างไม่สำคัญในแง่ของงบประมาณและความซับซ้อน MoEDAL เครื่องตรวจจับ (การทดลอง) ซึ่งออกแบบมาเพื่อค้นหาอนุภาคหนักที่เคลื่อนที่ช้า

ระหว่างการทำงานของเครื่องชนกัน การชนจะเกิดขึ้นพร้อมกันที่จุดตัดของลำแสงทั้งสี่จุด โดยไม่คำนึงถึงประเภทของอนุภาคเร่ง (โปรตอนหรือนิวเคลียส) ในเวลาเดียวกัน ตัวตรวจจับทั้งหมดจะรวบรวมสถิติพร้อมกัน

การใช้พลังงาน

ระหว่างการทำงานของ collider การใช้พลังงานโดยประมาณจะอยู่ที่ 180 Mอ. . การใช้พลังงานทั้งหมดโดยประมาณเซิร์น สำหรับปี 2552 โดยคำนึงถึงการทำงานของเครื่องชนกัน - 1,000 GWh ซึ่ง 700 GWh จะตกเป็นส่วนแบ่งของคันเร่ง ต้นทุนพลังงานเหล่านี้ประมาณ 10% ของการใช้พลังงานทั้งหมดต่อปีรัฐเจนีวา . CERN เองไม่ได้ผลิตพลังงาน มีแต่สำรองเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล.[http://ru.wikipedia.org/wiki/]

บางทีในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า อินเทอร์เน็ตจะทำให้เกิดการรวมระบบคอมพิวเตอร์ระยะไกลแบบใหม่ที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ซึ่งจะทำให้ไม่เพียงแต่ถ่ายโอนข้อมูลที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นจากระยะไกลในส่วนต่างๆ ของโลก แต่ยังใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ระยะไกลโดยอัตโนมัติด้วย ในการเชื่อมต่อกับการเปิดตัว Large Hadron Collider CERN ได้ทำงานมาหลายปีเพื่อสร้างเครือข่ายดังกล่าว

ความจริงที่ว่าอินเทอร์เน็ต (หรือสิ่งที่แสดงโดยคำว่าเว็บ) ถูกคิดค้นโดยองค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) เป็นความจริงในตำราเรียนมานานแล้ว รอบป้าย "ในทางเดินเหล่านี้เครือข่ายทั่วโลกถูกสร้างขึ้น" ในทางเดินปกติของอาคาร CERN ปกติในระหว่างวัน เปิดประตูมีผู้ชมจำนวนมากอยู่เสมอ ตอนนี้อินเทอร์เน็ตถูกใช้สำหรับความต้องการในทางปฏิบัติโดยผู้คนทั่วโลก และในขั้นต้น อินเทอร์เน็ตถูกสร้างขึ้นเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในโครงการเดียวกัน แต่ตั้งอยู่ในส่วนต่างๆ ของโลก สามารถสื่อสารกัน แบ่งปันข้อมูล เผยแพร่ข้อมูล ซึ่งสามารถเข้าถึงได้จากระยะไกล

ระบบ GRID กำลังพัฒนาที่ CERN (ในตารางภาษาอังกฤษ - ตาข่าย, เครือข่าย) เป็นอีกก้าวหนึ่งที่ก้าวไปข้างหน้าซึ่งเป็นเวทีใหม่ในการบูรณาการผู้ใช้คอมพิวเตอร์

มันไม่เพียงแต่ให้ความสามารถในการเผยแพร่ข้อมูลที่อยู่ที่อื่นบนโลกใบนี้ แต่ยังสามารถใช้ทรัพยากรเครื่องจากระยะไกลได้โดยไม่ต้องออกจากที่ของคุณ

แน่นอน คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่ได้มีบทบาทพิเศษในการจัดหาพลังการประมวลผล ดังนั้นขั้นตอนแรกของการรวมคือการเชื่อมต่อศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของโลก

การสร้างระบบนี้กระตุ้น Large Hadron Collider แม้ว่า GRID จะถูกใช้งานไปแล้วสำหรับงานอื่นๆ มากมาย แต่ไม่มี collider จะไม่มีอยู่ และในทางกลับกัน ถ้าไม่มี GRID การประมวลผลผลลัพธ์ของ collider นั้นเป็นไปไม่ได้

ผู้ที่ทำงานในความร่วมมือกับ LHC นั้นตั้งอยู่ในส่วนต่างๆ ของโลก เป็นที่ทราบกันดีว่าไม่เพียงแต่ชาวยุโรปเท่านั้นที่ทำงานบนอุปกรณ์นี้ แต่ยังรวมถึงทั้ง 20 ประเทศ ซึ่งเป็นผู้เข้าร่วม CERN อย่างเป็นทางการ รวมทั้งหมดประมาณ 35 ประเทศ ในทางทฤษฎี เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของ LHC มีทางเลือกอื่นแทน GRID ซึ่งเป็นส่วนขยายของทรัพยากรการคำนวณของตัวเองของศูนย์คอมพิวเตอร์ CERN แต่ทรัพยากรที่อยู่ในช่วงเวลาของคำชี้แจงปัญหานั้นไม่เพียงพออย่างสมบูรณ์สำหรับการสร้างแบบจำลองการทำงานของเครื่องเร่งความเร็ว การจัดเก็บข้อมูลจากการทดลองและการประมวลผลทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นศูนย์คอมพิวเตอร์จะต้องมีการสร้างใหม่และทันสมัยอย่างมาก ควรซื้อคอมพิวเตอร์และสิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บข้อมูลเพิ่มเติม แต่นี่หมายความว่าเงินทุนทั้งหมดจะกระจุกตัวอยู่ใน CERN สิ่งนี้ไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับประเทศที่อยู่ห่างไกลจาก CERN แน่นอนว่าพวกเขาไม่สนใจที่จะสนับสนุนทรัพยากรที่ยากต่อการใช้งานและค่อนข้างมีแนวโน้มที่จะเพิ่มศักยภาพด้านการประมวลผลและเครื่องจักร ดังนั้น แนวคิดนี้จึงถือกำเนิดขึ้นเพื่อใช้ทรัพยากรที่มีอยู่

อย่าพยายามรวมทุกสิ่งไว้ในที่เดียว แต่รวมสิ่งที่มีอยู่แล้วในส่วนต่างๆ ของโลกเข้าด้วยกัน

(หรือ ถัง)- ปัจจุบันเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่และทรงพลังที่สุดในโลก ยักษ์ใหญ่นี้เปิดตัวในปี 2008 แต่ทำงานด้วยความสามารถที่ลดลงมาเป็นเวลานาน มาดูกันว่ามันคืออะไรและทำไมเราถึงต้องการ Hadron collider ขนาดใหญ่

ประวัติศาสตร์ ตำนาน และข้อเท็จจริง

แนวคิดในการสร้าง collider ได้รับการประกาศในปี 1984 และโครงการก่อสร้างคอลไลเดอร์ได้รับการอนุมัติและยอมรับแล้วในปี 2538 การพัฒนาเป็นของศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) โดยทั่วไป การเปิดตัว collider ได้รับความสนใจอย่างมาก ไม่เพียงแต่จากนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังมาจาก คนธรรมดาจากทั่วโลก. พวกเขาพูดถึงความกลัวและความน่าสะพรึงกลัวทุกประเภทที่เกี่ยวข้องกับการเปิดตัวคอลไลเดอร์

อย่างไรก็ตาม แม้กระทั่งตอนนี้ มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่ใครบางคนกำลังรอวันสิ้นโลกที่เกี่ยวข้องกับงานของ LHC และกำลังแตกสลายเมื่อคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้า Large Hadron Collider ระเบิด แม้ว่าก่อนอื่น ทุกคนจะกลัวหลุมดำ ซึ่งในตอนแรกเป็นจุลทรรศน์ จะเติบโตและดูดซับตัวชนเองได้อย่างปลอดภัยก่อน ตามด้วยสวิตเซอร์แลนด์และส่วนอื่นๆ ของโลก ภัยพิบัติจากการทำลายล้างยังทำให้เกิดความตื่นตระหนกอย่างมาก นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งถึงกับฟ้องพยายามหยุดการก่อสร้าง คำแถลงกล่าวว่าลิ่มปฏิสสารซึ่งสามารถหาได้ในเครื่องชนกัน จะเริ่มทำลายล้างด้วยสสาร ปฏิกิริยาลูกโซ่จะเริ่มต้นขึ้น และทั้งจักรวาลจะถูกทำลาย ในฐานะตัวละครที่มีชื่อเสียงจาก Back to the Future กล่าวว่า:

แน่นอนว่าทั้งจักรวาลในกรณีที่เลวร้ายที่สุด อย่างดีที่สุด มีเพียงกาแล็กซีของเราเท่านั้น ดร.เอเม็ต บราวน์

และตอนนี้เราลองมาทำความเข้าใจว่าทำไมมันถึงเป็น Hadronic? ความจริงก็คือมันใช้งานได้กับฮาดรอน เร่งความเร็ว เร่งความเร็ว และชนเฮดรอนได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ฮาดรอน– คลาสของอนุภาคมูลฐานที่มีปฏิสัมพันธ์รุนแรง Hadrons ประกอบด้วยควาร์ก

Hadrons แบ่งออกเป็น baryons และ mesons เพื่อให้ง่ายขึ้น สมมติว่าเรื่องเกือบทั้งหมดที่เรารู้จักประกอบด้วยแบริออน มาทำให้ง่ายขึ้นกันดีกว่า แล้วบอกว่าแบริออนเป็นนิวคลีออน (โปรตอนและนิวตรอนที่ประกอบขึ้นเป็นนิวเคลียสของอะตอม)

Large Hadron Collider ทำงานอย่างไร

สเกลนั้นน่าประทับใจมาก เครื่องชนกันเป็นอุโมงค์ทรงกลมที่อยู่ใต้ดินที่ความลึกหนึ่งร้อยเมตร Large Hadron Collider มีความยาว 26,659 เมตร โปรตอนเร่งความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงบินเป็นวงกลมใต้ดินผ่านดินแดนของฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ เพื่อความชัดเจน ความลึกของอุโมงค์อยู่ในช่วง 50 ถึง 175 เมตร แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดใช้เพื่อโฟกัสและยึดลำโปรตอนบิน โดยมีความยาวรวมประมาณ 22 กิโลเมตร และทำงานที่อุณหภูมิ -271 องศาเซลเซียส

Collider มีเครื่องตรวจจับขนาดยักษ์ 4 ตัว: ATLAS, CMS, ALICE และ LHCb นอกจากเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่หลักแล้วยังมีเครื่องตรวจจับเสริมอีกด้วย เครื่องตรวจจับถูกออกแบบมาเพื่อบันทึกผลการชนกันของอนุภาค นั่นคือ หลังจากที่โปรตอนสองตัวชนกันด้วยความเร็วใกล้แสง จะไม่มีใครรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น เพื่อ "ดู" ว่าเกิดอะไรขึ้น กระเด็นออกไปที่ไหน และบินไปไกลแค่ไหน และมีเครื่องตรวจจับอัดแน่นไปด้วยเซนเซอร์ทุกชนิด

ผลลัพธ์ของ Large Hadron Collider

ทำไมคุณถึงต้องการ collider? แน่นอนว่าจะไม่ทำลายโลก ดูเหมือนว่าจุดชนกันของอนุภาคคืออะไร? ความจริงก็คือว่า มีคำถามมากมายที่ยังไม่ได้คำตอบในฟิสิกส์สมัยใหม่ และการศึกษาโลกด้วยความช่วยเหลือของอนุภาคที่กระจัดกระจายสามารถเปิดชั้นความเป็นจริงใหม่ ทำความเข้าใจโครงสร้างของโลก และอาจตอบคำถามหลัก " ความหมายของชีวิต จักรวาล และโดยทั่วไป” .

มีการค้นพบอะไรบ้างที่ LHC? ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือการค้นพบ ฮิกส์ โบซอน(เราจะอุทิศบทความแยกต่างหากให้กับมัน) นอกจากนี้ยังเปิด 5 อนุภาคใหม่, ข้อมูลการชนครั้งแรกที่ได้รับเมื่อบันทึกพลังงาน, ไม่มีการแสดงความไม่สมมาตรของโปรตอนและแอนติโปรตอน, พบสหสัมพันธ์โปรตอนที่ผิดปกติ. รายการสามารถดำเนินต่อไปได้เป็นเวลานาน แต่ไม่พบหลุมดำขนาดจิ๋วที่ทำให้แม่บ้านหวาดกลัว

และสิ่งนี้แม้ว่าเครื่องชนกันจะยังไม่ถูกกระจายไปสู่กำลังสูงสุด ตอนนี้พลังงานสูงสุดของ Large Hadron Collider คือ 13 เทโว(เทราอิเล็กตรอนโวลต์). อย่างไรก็ตาม หลังจากเตรียมการอย่างเหมาะสม โปรตอนจะถูกวางแผนให้กระจายไปยัง 14 เทโว. สำหรับการเปรียบเทียบ ในตัวเร่งปฏิกิริยาสารตั้งต้นของ LHC พลังงานสูงสุดที่ได้รับไม่เกิน 1 เทโว. นี่คือวิธีที่เครื่องเร่งอนุภาค American Tevatron จากอิลลินอยส์สามารถเร่งอนุภาคได้ พลังงานที่ได้จากคอลไลเดอร์นั้นยังห่างไกลจากพลังงานที่ใหญ่ที่สุดในโลก ดังนั้นพลังงานของรังสีคอสมิกที่บันทึกไว้บนโลกจึงเกินพลังงานของอนุภาคเร่งในการชนกันเป็นพันล้านครั้ง! ดังนั้นอันตรายจาก Large Hadron Collider จึงมีน้อยมาก เป็นไปได้ว่าหลังจากได้รับคำตอบทั้งหมดด้วยความช่วยเหลือจาก LHC แล้ว มนุษยชาติจะต้องสร้างเครื่องชนกันที่ทรงพลังขึ้นอีกเครื่องหนึ่ง

เพื่อนรักวิทยาศาสตร์และมันจะรักคุณอย่างแน่นอน! และสามารถช่วยให้คุณตกหลุมรักวิทยาศาสตร์ได้ง่ายๆ ผู้เขียนของเรา. ขอความช่วยเหลือและให้การเรียนรู้นำมาซึ่งความสุข!