Зачем нужен большой адронный коллайдер и где он находится

Где находится большой адронный коллайдер?

В 2008 году CERN (Европейский совет ядерных исследований) завершил строительство сверхмощного ускорителя частиц, названного Большой адронный коллайдер. По-английски: LHC – Large Hadron Collider. CERN – международная межправительственная научная организация, образованная в 1955 году. По сути, это главная лаборатория мира в областях высоких энергий, физики частиц и солнечной энергетики. Членами организации являются порядка 20 стран.

Европейский совет ядерных исследований

Зачем нужен большой адронный коллайдер?

В окрестностях Женевы в 27-километровом (26 659 м) круговом бетонном тоннеле создано кольцо сверхпроводящих магнитов для разгона протонов. Предполагается, что ускоритель поможет не только проникнуть в тайны микроструктуры материи, но и позволит продвинуться в поисках ответа на вопрос о новых источниках энергии в глубине материи.

Большой адронный коллайдер

С этой целью одновременно со строительством самого ускорителя (стоимостью свыше 2 млрд долларов) созданы четыре детектора частиц. Из них два больших универсальных (CMS и ATLAS) и два – более специализированных. Общая стоимость детекторов приближается также к 2 млрд долларов. В каждом из больших проектов CMS и ATLAS приняли участие свыше 150 институтов из 50 стран, в том числе российских и белорусских.

Охота за неуловимым бозоном Хиггса

Как работает адронный коллайдер ускоритель? Коллайдер – это крупнейший ускоритель протонов, работающий на встречных пучках. В результате ускорения каждый из пучков будет иметь энергию в лабораторной системе 7 тераэлектрон-вольт (ТэВ), то есть 7x1012 электрон-вольт. При столкновении протонов образуется множество новых частиц, которые будут регистрироваться детекторами. После анализа вторичных частиц полученные данные помогут ответить на фундаментальные вопросы, волнующие ученых, занимающихся физикой микромира и астрофизикой. В числе главных вопросов – экспериментальное обнаружение бозона Хиггса.

Крупнейший ускоритель протонов

Ставший «знаменитым» бозон Хиггса – гипотетическая частица, являющаяся одним из главных компонентов так называемой стандартной, классической модели элементарных частиц. Назван по имени британского теоретика Питера Хиггса, предсказавшего его существование в 1964 году. Считается, что хиггсовские бозоны, будучи квантами поля Хиггса, имеют отношение к фундаментальным вопросам физики. В частности – к концепции происхождения масс элементарных частиц.

Бозон Хиггса

2-4 июля 2012 ряд экспериментов на коллайдере выявили некую частицу, которую можно соотнести с бозоном Хиггса. Причем, данные подтвердились при измерении и системой ATLAS, и системой CMS. До сих пор идут споры, действительно ли открыт пресловутый бозон Хиггса, или это другая частица. Факт в том, что обнаруженный бозон – самый тяжелый из ранее фиксировавшихся. Для решения фундаментального вопроса были приглашены ведущие физики мира: Джеральд Гуральник, Карл Хаген, Франсуа Энглер и сам Питер Хиггс, теоретически обосновавший в далеком 1964 году существование бозона, названного в его честь. После анализа массива данных, участники исследования склонны считать, что бозон Хиггса действительно обнаружен.

Многие физики надеялись, что при исследовании бозона Хиггса выявятся «аномалии», которые заставили бы говорить о так называемой «Новой физике». Однако к концу 2014 года обработан почти весь массив данных, накопленный за три предыдущих года в результате экспериментов на БАК, и интригующих отклонений (за исключением отдельных случаев) не выявлено. На поверку оказалось, что двухфотонный распад пресловутого бозона Хиггса оказался, по словам исследователей, «слишком стандартным». Впрочем, намеченные на весну 2015 года эксперименты могут удивить научный мир новыми открытиями.

Не бозоном единым

Поиск бозона Хиггса – не самоцель гигантского проекта. Для ученых также важен поиск новых видов частиц, позволяющих судить о едином взаимодействии природы на ранней стадии существования Вселенной. Сейчас ученые различают четыре фундаментальных взаимодействия природы: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Теория предполагает, что на начальной стадии Вселенной, возможно, существовало единое взаимодействие. Если новые частицы будут открыты, то подтвердится эта версия.

Физиков также волнует вопрос о загадочном происхождении массы частиц. Почему частицы вообще имеют массу? И почему они имеют такие массы, а не другие? Попутно здесь всегда имеется в виду формула Е=mc². В любом материальном объекте есть энергия. Вопрос в том, как ее высвободить. Как создать такие технологии, которые позволили бы высвобождать ее из вещества с максимальным коэффициентом полезного действия? На сегодня это основной вопрос энергетики.

Иными словами, проект Большого адронного коллайдера поможет ученым найти ответы на фундаментальные вопросы и расширить знания о микромире и, таким образом, – о происхождении и развитии Вселенной.

Вклад белорусских и российских ученых и инженеров в создание БАК

На этапе строительства европейские партнеры из CERN обратились к группе белорусских ученых, имеющих серьезные наработки в этой области, принять участие в создании детекторов для LHC с самого начала проекта. В свою очередь, белорусские ученые пригласили к сотрудничеству коллег Объединенного института ядерных исследований из наукограда Дубна и других российских институтов. Специалисты единой командой приступили к работе над так называемым детектором CMS – «Компактным мюонным соленоидом». Он состоит из многих сложнейших подсистем, каждая из которых сконструирована так, чтобы выполнялись специфические задачи, при этом совместно они обеспечивают идентификацию и точное измерение энергий и углов вылета всех частиц, рождающихся в момент протонных столкновений в БАК.

Белорусско-российские специалисты также участвовали в создании детектора ATLAS. Это установка высотой 20 м, способная измерить траектории частиц с высокой точностью: до 0,01 мм. Чувствительные датчики внутри детектора содержат около 10 млрд транзисторов. Приоритетная цель эксперимента ATLAS состоит в обнаружении бозона Хиггса, изучении его свойств.

Детектора ATLAS

Без преувеличения, наши ученые внесли существенный вклад в создание детекторов CMS и ATLAS. Некоторые важные компоненты были изготовлены на минском Машиностроительном заводе им. Октябрьской революции (МЗОР). В частности – торцевые адронные калориметры для эксперимента CMS. Кроме того, завод произвел весьма сложные элементы магнитной системы детектора ATLAS. Это крупногабаритные изделия, требующие владения специальными технологиями обработки металлов и сверхточной обработки. По оценке техников CERN, заказы были выполнены блестяще.

Нельзя недооценивать и «вклад личностей в историю». Например, инженер кандидат технических наук Роман Стефанович ответственен в проекте CMS за сверхточную механику. В шутку даже говорят, что без него CMS не был бы собран. Но если серьезно, то можно вполне определенно утверждать: без него сроки сборки и наладки при требуемом качестве не были бы выдержаны. Другой наш инженер-электронщик Владимир Чеховский, пройдя достаточно сложный конкурс, сегодня отлаживает электронику детектора CMS и его мюонных камер.

Наши ученые участвуют как в запуске детекторов, так и в лабораторной части, в их эксплуатации, поддержании и обновлении. Ученые из Дубны и их белорусские коллеги полноправно занимают свои места в международном физическом сообществе CERN, которое трудится ради получения новой информации о глубинных свойствах и строении материи.

Видео

Обзор от канала Простая наука, наглядно показывающий принцип действия ускорителя:

Обзор от уанала Галилео:

Адронный коллайдер запуск 2015:

1 1 1 1 1 Rating 0.00 (0 Votes)

Умный чудо-нож Clever Cutter
Чем чудо – техника Clever Cutter отличается от обычных приборов, как ей пользоваться и стоит ли покупать? Ответы на вопросы найдутся в статье.
Развиваем моторику при помощи кинетического снега и песка
Вы уже слышали о живом песке, который может принимать желаемую форму, развивая при этом мелкую моторику и не только? Теперь, зимняя красота либо песочный пляж можно устроить прямо у себя дома.
Какой материал выбрать для качественной отделки стен спальни
Многие хозяева перед началом ремонта спрашивают, какой материал выбрать для стен спальни, чтобы интерьер был оригинальным и привлекательным.
Когда и как нужно прощаться с мужчинами
Расставание – сам по себе процесс тяжелый для двоих, независимо от того, бросают тебя или наоборот. Но, если отношения себя исчерпали, и другого варианта, кроме как расстаться, нет, тогда нужно...
Что такое криомассаж
В мире существует много разновидностей массажа. Так, его делят на спортивный, лечебный, гигиенический, косметический. Массаж бывает ручной, аппаратный, комбинированный, а также...
Омолаживающие крема - действуют или нет?
С возрастом кожа любой женщины начинает увядать, терять упругость, появляются первые морщинки. Это никак не делает нас привлекательными, а ведь так хочется выглядеть восхитительно в любом возрасте.
Как выбрать бытовые пароочистители для дома
Для любителей чистоты в доме очень важно, когда грязи не остается даже в швах между кафельной плиткой. Для чистки таких труднодоступных мест поможет пароочиститель.
Про китайский ортопедический пластырь от боли в суставах Zb Pain Relief
Ортопедический пластырь Zb Pain Relief – разработанный в Китае сертифицированный препарат на основе природных компонентов, который обладает лечебным действием. Узнайте, как быстро и надолго избавиться от боли в суставах и спине!
Как очистить утюг от накипи в домашних условиях
Чтобы очистить утюг от накипи и нагара можно использовать специальный карандаш или жидкие средства для очистки. Также удалить налет можно с помощью уксусной кислоты, уксуса, соли и многого другого.
Какой выбрать насос для колодца
Воду из колодца можно качать и ведром, но куда интереснее делать это с помощью насоса. О том, какие насосы можно использовать для этой цели, об их типах и отличиях, рассказано в этой статье.
Что такое фэтбайк и что в нем особенного
Фэтбайк - это новая ступень развития велосипеда, а вовсе не шутка про старое доброе “изобретение очевидного”. Эта разновидность велосипедной индустрии придумана определенного типа езды, и сегодня мы узнаем, для какой именно.
Как выбрать душевую кабину для ванной комнаты?
В статье проведена сравнительная характеристика душевых кабин. Рассмотрены те варианты, которые имеют поддон, стенки, дверки, ограждение и смеситель для душа. Приведено видео с мнением экспертов.
Какие экологические материалы выбрать для детской комнаты
Тщательный выбор строительных материалов для оформления интерьера детской комнаты — это необходимость, которой нельзя пренебрегать.
Интерактивная игрушка обезьянка Fingerlings Monkey
Думаете, что подарить ребенку к празднику? Умная обезьянка – лучший подарок, ведь с ней можно не только весело проводить время, но и научиться заботиться о ком-либо.
Как разжечь угасающую страсть в отношениях
В начале отношений у молодых людей голова кружится от романтики, а кровь бурлит от страсти. Наверняка почти каждый может вспомнить бессонные ночи, полные любви и чувственности. Желание постоянно...
Кратко обо всём
© Информационный портал "Кратко обо всём", 2015-2018.
Копирование материалов запрещено.