Այս առեղծվածային սարքի մասին շատ խոսակցություններ կան, շատերը պնդում են, որ այն կոչնչացնի Երկիրը՝ ստեղծելով արհեստական ​​սև խոռոչ և վերջ դնելով մարդկության գոյությանը։ Իրականում այս սարքը կարող է ամբողջությամբ հասցնել մարդկությանը նոր մակարդակ, շնորհիվ գիտնականների կատարած հետազոտության։ Այս թեմայում ես փորձեցի հավաքել բոլոր անհրաժեշտ տեղեկությունները, որպեսզի տպավորություն ստեղծեք, թե ինչ է իրենից ներկայացնում Մեծ հադրոնային կոլայդերը (LHC):

Այսպիսով, այս թեման պարունակում է այն ամենը, ինչ դուք պետք է իմանաք Հադրոնային Collider-ի մասին: 2010 թվականի մարտի 30-ին CERN-ում (Միջուկային հետազոտությունների եվրոպական կազմակերպություն) տեղի ունեցավ պատմական իրադարձություն. մի քանի անհաջող փորձերից և բազմաթիվ արդիականացումներից հետո ավարտվեց ատոմների ոչնչացման աշխարհի ամենամեծ մեքենայի ստեղծումը: Համեմատաբար ցածր արագությամբ պրոտոնների բախումներ հարուցող նախնական փորձարկումներն անցկացվել են 2009թ.-ին առանց էական խնդիրների: Բեմը նախապատրաստվում էր արտասովոր փորձի համար, որը կիրականացվի 2010 թվականի գարնանը: LHC-ի հիմնական փորձարարական մոդելը հիմնված է երկու պրոտոնային ճառագայթների բախման վրա, որոնք բախվում են ժ. առավելագույն արագություն. Այս հզոր բախումը ոչնչացնում է պրոտոնները՝ ստեղծելով արտասովոր էներգիաներ և նոր տարրական մասնիկներ։ Այս նոր ատոմային մասնիկները չափազանց անկայուն են և կարող են գոյություն ունենալ միայն վայրկյանի մի մասի համար: LHC-ում ներառված վերլուծական ապարատը կարող է արձանագրել այդ իրադարձությունները և մանրամասն վերլուծել դրանք: Այս կերպ գիտնականները փորձում են մոդելավորել սեւ խոռոչների առաջացումը:

2010 թվականի մարտի 30-ին հակադիր ուղղություններով պրոտոնների 27 կիլոմետրանոց թունել են արձակվել։ Նրանք արագացել են լույսի արագությամբ, որով էլ տեղի է ունեցել բախումը։ Արձանագրվել է ռեկորդային էներգիա՝ 7 ՏէՎ (7 տերաէլեկտրոնվոլտ): Այս էներգիայի մեծությունը ռեկորդային է և ունի շատ կարևոր արժեքներ. Այժմ եկեք ծանոթանանք LHC-ի ամենակարևոր բաղադրիչներին՝ սենսորներին և դետեկտորներին, որոնք արձանագրում են, թե ինչ է կատարվում ֆրակցիաներում այն ​​վայրկյանների ընթացքում, որոնց ընթացքում բախվում են պրոտոնային ճառագայթները։ Կան երեք սենսորներ, որոնք կենտրոնական դեր են խաղացել 2010 թվականի մարտի 30-ի բախման ժամանակ. սրանք բախիչի ամենակարևոր մասերից են, որոնք առանցքային դեր են խաղում CERN-ի բարդ փորձերի ժամանակ: Դիագրամը ցույց է տալիս չորս հիմնական փորձերի (ALICE, ATLAS, CMS և LHCb) գտնվելու վայրը, որոնք LHC-ի հիմնական նախագծերն են: 50-ից 150 մետր խորության վրա հսկայական քարանձավներ են փորվել հատուկ հսկա սենսոր-դետեկտորների համար:

Սկսենք ALICE կոչվող նախագծից (Large Experimental Ion Collider-ի հապավումը): Սա վեցից մեկն է փորձարարական օբյեկտներ, կառուցված LHC-ի վրա։ ALICE-ը կազմաձևված է իոնների ծանր բախումները ուսումնասիրելու համար: Այս դեպքում ձևավորված միջուկային նյութի ջերմաստիճանը և էներգիայի խտությունը բավարար են գլյուոնային պլազմայի ծննդյան համար։ Լուսանկարում պատկերված է ALICE դետեկտորը և դրա բոլոր 18 մոդուլները


Ներքին հետագծման համակարգը (ITS) ALICE-ում բաղկացած է սիլիկոնային սենսորների վեց գլանաձև շերտերից, որոնք շրջապատում են հարվածի կետը և չափում առաջացող մասնիկների հատկություններն ու ճշգրիտ դիրքերը: Այս կերպ ծանր քվարկ պարունակող մասնիկները հեշտությամբ կարող են հայտնաբերվել

LHC-ի հիմնական փորձերից է նաև ATLAS-ը։ Փորձն իրականացվում է հատուկ դետեկտորի վրա, որը նախատեսված է պրոտոնների բախումները ուսումնասիրելու համար։ ATLAS-ն ունի 44 մետր երկարություն, 25 մետր տրամագիծ և կշռում է մոտավորապես 7000 տոննա: Թունելի կենտրոնում պրոտոնների ճառագայթները բախվում են՝ դարձնելով այն իր տեսակի մեջ երբևէ կառուցված ամենամեծ և ամենաբարդ սենսորը: Սենսորը գրանցում է այն ամենը, ինչ տեղի է ունենում պրոտոնների բախման ընթացքում և դրանից հետո: Նախագծի նպատակն է հայտնաբերել մասնիկներ, որոնք նախկինում չեն գրանցվել կամ հայտնաբերվել մեր տիեզերքում:

Բացում և հաստատում Հիգսի բոզոն- Մեծ հադրոնային բախիչի ամենակարևոր առաջնահերթությունը, քանի որ այս հայտնագործությունը կհաստատի տարրական ատոմային մասնիկների և ստանդարտ նյութի առաջացման ստանդարտ մոդելը: Երբ բախիչն աշխատում է ամբողջ հզորությամբ, Ստանդարտ մոդելի ամբողջականությունը կկործանվի: Տարրական մասնիկները, որոնց հատկությունները մենք միայն մասամբ ենք հասկանում, չեն կարողանա պահպանել իրենց կառուցվածքային ամբողջականությունը: Ստանդարտ մոդելն ունի էներգիայի վերին սահման՝ 1 ՏէՎ, որից բարձր մասնիկը քայքայվում է։ 7 TeV էներգիայի դեպքում կարող են ստեղծվել ներկայումս հայտնիներից տասն անգամ ավելի մեծ զանգված ունեցող մասնիկներ: Ճիշտ է, դրանք շատ փոփոխական կլինեն, բայց ATLAS-ը նախատեսված է դրանք հայտնաբերելու վայրկյանի այն հատվածներում, մինչև «անհետանան»:

Այս լուսանկարը համարվում է Մեծ հադրոնային կոլայդերի բոլոր լուսանկարներից լավագույնը.

Կոմպակտ մյուոնային սոլենոիդ ( Կոմպակտ մյուոնային սոլենոիդ) LHC-ի երկու հսկայական ունիվերսալ մասնիկների դետեկտորներից մեկն է: 38 երկրների 183 լաբորատորիաներից և համալսարաններից մոտ 3600 գիտնականներ աջակցում են CMS-ին, որը ստեղծել և շահագործում է դետեկտորը: Solenoid-ը գտնվում է գետնի տակ՝ Ֆրանսիայի Cessy-ում՝ Շվեյցարիայի հետ սահմանի մոտ: Դիագրամը ցույց է տալիս CMS սարքը, որի մասին մենք ձեզ ավելի մանրամասն կպատմենք։

Շատ ներքին շերտ- սիլիցիումի վրա հիմնված որոնիչ: Թրեքերը աշխարհի ամենամեծ սիլիկոնային սենսորն է: Այն ունի 205 մ2 սիլիկոնային սենսորներ (մոտավորապես թենիսի դաշտի տարածքը), որը ներառում է 76 միլիոն ալիք: Թրեքերը թույլ է տալիս չափել լիցքավորված մասնիկների հետքերը էլեկտրամագնիսական դաշտում

Երկրորդ մակարդակում կա էլեկտրամագնիսական կալորիմետր: Հադրոնային կալորիմետրը, որը գտնվում է հաջորդ մակարդակում, չափում է յուրաքանչյուր դեպքում արտադրված առանձին հադրոնների էներգիան

Large Hadron Collider CMS-ի հաջորդ շերտը հսկայական մագնիս է: Մեծ Solenoid Magnet-ը ունի 13 մետր երկարություն և 6 մետր տրամագիծ: Այն բաղկացած է նիոբիումից և տիտանից պատրաստված սառեցված պարույրներից։ Այս հսկայական սոլենոիդային մագնիսը աշխատում է ամբողջ ուժով, որպեսզի առավելագույնի հասցնի մասնիկների կյանքը:

Շերտ 5 - Մյուոնային դետեկտորներ և վերադարձի լուծ: CMS-ը նախատեսված է հետազոտության համար տարբեր տեսակներֆիզիկա, որը կարող է հայտնաբերվել LHC-ի էներգետիկ բախումների ժամանակ: Այս հետազոտություններից մի քանիսը պետք է հաստատեն կամ բարելավել ստանդարտ մոդելի պարամետրերի չափումները, մինչդեռ շատ ուրիշներ նոր ֆիզիկայի որոնման մեջ են:

2010 թվականի մարտի 30-ի փորձի մասին շատ քիչ տեղեկություններ կան, բայց մի փաստ հաստատ հայտնի է. CERN-ը հայտնել է, որ էներգիայի աննախադեպ բռնկում է գրանցվել բախիչի երրորդ արձակման փորձի ժամանակ, երբ պրոտոնների ճառագայթները պտտվել են 27 կմ երկարությամբ թունելի շուրջը, նախքան լույսի արագությամբ բախվելը: Արձանագրված էներգիայի ռեկորդային մակարդակը գրանցվել է առավելագույնը, որը կարող է արտադրել իր ընթացիկ կոնֆիգուրացիայի մեջ՝ մոտավորապես 7 TeV: Հենց էներգիայի այս քանակությունը բնորոշ էր Մեծ պայթյունի առաջին վայրկյաններին, ինչից էլ առաջացավ մեր տիեզերքի գոյությունը: Սկզբում էներգիայի այս մակարդակը չէր սպասվում, սակայն արդյունքը գերազանցեց բոլոր սպասելիքները

Դիագրամը ցույց է տալիս, թե ինչպես է ALICE-ը գրանցում 7 TeV էներգիայի ռեկորդային թողարկում.

Այս փորձը կկրկնվի հարյուրավոր անգամներ ողջ 2010թ. Որպեսզի հասկանաք, թե որքան բարդ է այս գործընթացը, մենք կարող ենք անալոգիա տալ կոլայդերում մասնիկների արագացմանը: Բարդության առումով դա համարժեք է, օրինակ, ասեղներ կրակելուն Նյուֆաունդլենդ կղզուց այնպիսի կատարյալ ճշգրտությամբ, որ այդ ասեղները բախվում են Ատլանտյան օվկիանոսում ինչ-որ տեղ՝ պտտելով ամբողջ երկրագունդը: Հիմնական նպատակը տարրական մասնիկի՝ Հիգսի բոզոնի հայտնաբերումն է, որը ընկած է տիեզերքի կառուցման ստանդարտ մոդելի հիմքում։

Այս բոլոր փորձերի հաջող արդյունքի դեպքում 400 ԳէՎ լարման ամենածանր մասնիկների աշխարհը (այսպես կոչված՝ մութ մատերիա) վերջապես կարող է հայտնաբերվել և ուսումնասիրվել:

Ընդամենը մի քանի տարի առաջ ես պատկերացում չունեի, թե ինչ են հադրոնային բախիչները՝ Հիգս բոզոնը, և ինչու էին հազարավոր գիտնականներ ամբողջ աշխարհում աշխատում Շվեյցարիայի և Ֆրանսիայի սահմանին գտնվող հսկայական ֆիզիկայի համալսարանում՝ հողի մեջ թաղելով միլիարդավոր դոլարներ:
Այնուհետև ինձ համար, ինչպես և մոլորակի շատ այլ բնակիչների, ծանոթ դարձան Մեծ հադրոնային կոլայդեր արտահայտությունը, նրանում լույսի արագությամբ բախվող տարրական մասնիկների և վերջին ժամանակների ամենամեծ հայտնագործություններից մեկի՝ Հիգսի բոզոնի մասին գիտելիքները:

Եվ այսպես, հունիսի կեսերին ես հնարավորություն ունեցա սեփական աչքերով տեսնել, թե ինչի մասին են խոսում այդքան մարդիկ, և ինչի մասին են այդքան իրարամերժ լուրերը։
Սա պարզապես կարճատև էքսկուրսիա չէր, այլ ամբողջ օր անցկացված աշխարհի ամենամեծ միջուկային ֆիզիկայի լաբորատորիայում՝ Ցեռնում: Այստեղ մենք կարողացանք շփվել հենց ֆիզիկոսների հետ և շատ հետաքրքիր բաներ տեսնել այս գիտական ​​կամպուսում և իջնել դեպի սրբությունները՝ Մեծ հադրոնային կոլայդերը (բայց երբ այն գործարկվի, և այնտեղ փորձարկումներ կատարվեն։ , արտաքինից ցանկացած մուտք դրան անհնար է), այցելեք կոլայդերի համար հսկա մագնիսների արտադրության գործարան, Ատլաս կենտրոն, որտեղ գիտնականները վերլուծում են կոլայդերում ստացված տվյալները, գաղտնի այցելում են կառուցվող նորագույն գծային կոլայդերը և նույնիսկ գրեթե ինչպես որոնումներում, գործնականում քայլիր տարրական մասնիկի փշոտ ճանապարհով՝ վերջից մինչև սկիզբ: Եվ տեսեք, թե որտեղից է ամեն ինչ սկսվում...
Բայց այս ամենի մասին առանձին գրառումներում։ Այսօր դա պարզապես Մեծ հադրոնային կոլայդերն է:
Եթե ​​սա կարելի է պարզ անվանել, ապա իմ ուղեղը հրաժարվում է հասկանալ, թե ԻՆՉՊԵՍ կարելի էր նախ հորինել և հետո կառուցել նման բան։

2. Շատ տարիներ առաջ այս նկարը դարձավ համաշխարհային ճանաչում։ Շատերը կարծում են, որ սա հատվածի Մեծ հադրոնն է: Իրականում սա ամենամեծ դետեկտորներից մեկի՝ CMS-ի խաչմերուկ է։ Նրա տրամագիծը մոտ 15 մետր է։ Սա ամենամեծ դետեկտորը չէ։ Ատլասի տրամագիծը մոտ 22 մետր է։

3. Մոտավորապես հասկանալու համար, թե ինչ է դա և որքան մեծ է բախողը, եկեք նայենք արբանյակային քարտեզին:
Սա Ժնևի արվարձան է՝ Ժնևի լճին շատ մոտ։ Հենց այստեղ է հիմնված CERN-ի հսկայական կամպուսը, որի մասին առանձին կխոսեմ մի փոքր ուշ, և կան մի խումբ բախումներ, որոնք տեղակայված են գետնի տակ՝ տարբեր խորություններում։ Այո, այո։ Նա մենակ չէ: Նրանցից տասը կա: Մեծ հադրոնը պարզապես պսակում է այս կառուցվածքը, պատկերավոր ասած՝ լրացնելով բախողների շղթան, որոնց միջոցով տարրական մասնիկները արագանում են։ Այս մասին ես կխոսեմ նաև առանձին՝ մասնիկի հետ միասին անցնելով Մեծից (LHC) մինչև առաջին՝ գծային Linac-ը:
LHC օղակի տրամագիծը գրեթե 27 կիլոմետր է, և այն գտնվում է 100 մետրից մի փոքր ավելի խորության վրա (նկարում ամենամեծ օղակը):
LHC-ն ունի չորս դետեկտոր՝ Alice, Atlas, LHCb և CMS: Իջանք CMS դետեկտորի մոտ։

4. Բացի այս չորս դետեկտորներից, ստորգետնյա տարածքի մնացած մասը թունել է, որի մեջ կա նման կապույտ հատվածների շարունակական աղիքներ: Սրանք մագնիսներ են: Հսկա մագնիսներ, որոնցում ստեղծվում է խելահեղ մագնիսական դաշտ, որի մեջ տարրական մասնիկները շարժվում են լույսի արագությամբ։
Ընդհանուր առմամբ դրանք 1734-ն են։

5. Մագնիսի ներսում այսպիսի բարդ կառուցվածք կա։ Այստեղ ամեն ինչ շատ է, բայց ամենակարևորը երկու խոռոչ խողովակներն են, որոնց ներսում թռչում են պրոտոնային ճառագայթներ։
Չորս տեղերում (այդ նույն դետեկտորներում) այս խողովակները հատվում են, և պրոտոնային ճառագայթները բախվում են: Այն վայրերում, որտեղ նրանք բախվում են, պրոտոնները ցրվում են տարբեր մասնիկների մեջ, որոնք հայտնաբերվում են դետեկտորների կողմից։
Սա համառոտ խոսելու համար է, թե ինչ է այս անհեթեթությունը և ինչպես է այն աշխատում:

6. Այսպիսով, հունիսի 14, առավոտ, CERN. Հասնում ենք աննկատ ցանկապատի, որի վրա դարպաս է և փոքրիկ շենքը տարածքում։
Սա մեծ հադրոնային կոլայդերի չորս դետեկտորներից մեկի մուտքն է՝ CMS:
Այստեղ ես ուզում եմ մի փոքր կանգ առնել՝ խոսելու այն մասին, թե ինչպես մեզ հաջողվեց առաջին հերթին հասնել այստեղ և ում շնորհիվ։
Եվ ամեն ինչ «մեղավոր» է Անդրեյի համար, մեր մարդուն, ով աշխատում է CERN-ում, և ում շնորհիվ մեր այցը ոչ թե ինչ-որ կարճ ձանձրալի էքսկուրսիա էր, այլ աներևակայելի հետաքրքիր և հագեցած հսկայական տեղեկություններով:
Անդրեյը (նա կանաչ շապիկով) երբեք չի խանգարում հյուրերին և միշտ ուրախ է հեշտացնել այցը միջուկային ֆիզիկայի այս Մեքքա:
Գիտե՞ք ինչն է հետաքրքիր։ Սա Collider-ում և ընդհանրապես CERN-ում թողունակության ռեժիմն է:
Այո, ամեն ինչ մագնիսական քարտով է, բայց... իր անցաթուղթով աշխատողն ունի տարածքի և օբյեկտների 95 տոկոս մուտք։
Եվ միայն նրանք, որտեղ բարձրացված մակարդակՃառագայթման վտանգ, անհրաժեշտ է հատուկ մուտք. սա հենց կոլայդերի ներսում է:
Եվ այսպես, աշխատակիցներն առանց որևէ խնդրի շրջում են տարածքում։
Մի պահ այստեղ ներդրվել են միլիարդավոր դոլարներ և շատ անհավանական սարքավորումներ։
Եվ հետո հիշում եմ Ղրիմի մի քանի լքված օբյեկտներ, որտեղ ամեն ինչ վաղուց կտրված է, բայց, այնուամենայնիվ, ամեն ինչ մեգագաղտնի է, ոչ մի դեպքում չի կարելի նկարահանվել, իսկ օբյեկտը ով գիտե, թե ինչ ռազմավարական է։
Պարզապես այստեղ մարդիկ ադեկվատ են մտածում իրենց գլխով։

7. Ահա թե ինչ տեսք ունի CMS տարածքը: Ոչ մի ցուցադրություն ձեզ համար արտաքին հարդարումև սուպեր մեքենաներ կայանատեղիում։ Բայց նրանք կարող են իրենց թույլ տալ դա: Պարզապես կարիք չկա:

8. CERN-ը՝ որպես աշխարհի առաջատար գիտական ​​կենտրոնֆիզիկայում օգտագործում է մի քանի տարբեր ուղղություններ PR-ի առումով։ Դրանցից մեկը այսպես կոչված «Ծառն» է։
Դրա շրջանակներում հրավիրում ենք դպրոցի ուսուցիչներֆիզիկայում սկսած տարբեր երկրներև քաղաքներ։ Դրանք ցուցադրվում և պատմվում են այստեղ։ Այնուհետև ուսուցիչները վերադառնում են իրենց դպրոցները և աշակերտներին պատմում իրենց տեսածի մասին։ Որոշ ուսանողներ, ոգեշնչված պատմվածքից, մեծ հետաքրքրությամբ սկսում են ֆիզիկա սովորել, հետո գնում են համալսարաններ՝ ֆիզիկայի մասնագիտությամբ, իսկ ապագայում գուցե նույնիսկ ավարտում են այստեղ աշխատելը:
Բայց քանի դեռ երեխաները դպրոցում են, նրանք նաև հնարավորություն ունեն այցելելու CERN և, իհարկե, իջնելու Մեծ հադրոնային կոլայդեր։
Այստեղ ամիսը մի քանի անգամ հատուկ «օրեր» են անցկացվում բաց դռներ«Տարբեր երկրների շնորհալի երեխաների համար, ովքեր սիրահարված են ֆիզիկային.
Նրանք ընտրվում են հենց այն ուսուցիչների կողմից, ովքեր եղել են այս ծառի հիմքում և առաջարկներ են ներկայացնում Շվեյցարիայի CERN գրասենյակին:
Պատահաբար, այն օրը, երբ մենք եկանք տեսնելու Մեծ հադրոնային կոլայդերը, այստեղ եկավ Ուկրաինայից այս խմբերից մեկը՝ երեխաներ, Գիտությունների փոքր ակադեմիայի ուսանողներ, ովքեր դժվարին մրցույթ էին անցել։ Նրանց հետ միասին մենք իջանք 100 մետր խորություն՝ Կոլայդերի հենց սիրտը։

9. Փառք մեր կրծքանշաններով։
Այստեղ աշխատող ֆիզիկոսների համար պարտադիր պարագաներն են սաղավարտը լապտերով և կոշիկները ոտքի վրա մետաղյա թիթեղով (բեռի ընկնելու ժամանակ մատները պաշտպանելու համար)

10. Օժտված երեխաներ, ովքեր կրքոտ են ֆիզիկայով: Մի քանի րոպեից նրանց տեղերը կիրականանան՝ նրանք կիջնեն Մեծ հադրոնային կոլայդեր

11. Աշխատողները դոմինո են խաղում՝ հանգստանալով գետնի տակ իրենց հաջորդ հերթափոխից առաջ:

12. Վերահսկիչ և կառավարման կենտրոն CMS. Համակարգի գործունեությունը բնութագրող հիմնական սենսորներից առաջնային տվյալները հոսում են այստեղ:
Երբ բախիչը գործում է, այստեղ շուրջօրյա աշխատում է 8 հոգուց բաղկացած թիմ։

13. Պետք է ասել, որ Մեծ հադրոնը ներկայումս երկու տարով անջատված է` բախիչի վերանորոգման և արդիականացման ծրագիր իրականացնելու համար։
Փաստն այն է, որ 4 տարի առաջ դրա վրա վթար է տեղի ունեցել, որից հետո կոլայդերը երբեք ամբողջ հզորությամբ չի աշխատել (վթարի մասին կխոսեմ հաջորդ գրառման մեջ)։
Արդիականացումից հետո, որը կավարտվի 2014 թվականին, այն պետք է աշխատի էլ ավելի մեծ հզորությամբ։
Եթե ​​կոլայդերը հիմա աշխատեր, հաստատ չէինք կարողանա այցելել

14. Հատուկի վրա տեխնիկական վերելակմենք իջնում ​​ենք ավելի քան 100 մետր խորություն, որտեղ գտնվում է Collider-ը։
Վերելակը միակ միջոցն է անձնակազմին փրկելու դեպքում արտակարգ իրավիճակ, քանի որ այստեղ աստիճաններ չկան։ Այսինքն՝ սա CMS-ի ամենաապահով տեղն է։
Ըստ ցուցումների՝ ահազանգի դեպքում ողջ անձնակազմը պետք է անմիջապես բարձրանա վերելակ։
Այստեղ ավելորդ ճնշում է ստեղծվում, որպեսզի ծխի դեպքում ծուխը ներս չմտնի, մարդիկ չթունավորվեն։

15. Բորիսն անհանգստանում է, որ ծուխ չկա:

16. Խորության վրա. Այստեղ ամեն ինչ ներծծված է կոմունիկացիաներով։

17. Անվերջ կիլոմետրեր լարեր և մալուխներ տվյալների փոխանցման համար

18. Այստեղ հսկայական քանակությամբ խողովակներ կան։ Այսպես կոչված կրիոգենիկա. Բանն այն է, որ հելիումն օգտագործվում է մագնիսների ներսում հովացման համար։ Անհրաժեշտ է նաև այլ համակարգերի, ինչպես նաև հիդրոտեխնիկայի սառեցումը։

19. Դետեկտորում տեղակայված տվյալների մշակման սենյակներում հսկայական քանակությամբ սերվերներ կան։
Դրանք համակցված են, այսպես կոչված, անհավատալի կատարողական խթանիչների մեջ:
Օրինակ, 40,000,000 իրադարձություններից 3 միլիվայրկյանում առաջին գործարկիչը պետք է ընտրի մոտ 400 և տեղափոխի դրանք երկրորդ ձգանին` ամենաբարձր մակարդակին:

20. Օպտիկամանրաթելային խելագարություն.
Համակարգչային սենյակները գտնվում են դետեկտորի վերևում, քանի որ Այստեղ շատ փոքր մագնիսական դաշտ կա, որը չի խանգարում էլեկտրոնիկայի աշխատանքին։
Հնարավոր չէր լինի տվյալներ հավաքել հենց դետեկտորում։

21. Գլոբալ ձգան. Այն բաղկացած է 200 համակարգչից

22. Ինչպիսի՞ Apple կա: Դելլ!!!

23. Սերվերի կաբինետները ապահով կողպված են

24. Զվարճալի նկարչություն օպերատորներից մեկի աշխատավայրում:

25. 2012 թվականի վերջին Հիգսի բոզոնը հայտնաբերվեց Մեծ հադրոնային կոլայդերում անցկացված փորձի արդյունքում, և այս իրադարձությունը լայնորեն նշվեց CERN-ի աշխատակիցների կողմից։
Տոնակատարությունից հետո շամպայնի շշերը միտումնավոր դեն չեն նետվել՝ կարծելով, որ սա միայն մեծ բաների սկիզբն է։

26. Բուն դետեկտորի մոտեցման վրա ամենուր կան նշաններ, որոնք զգուշացնում են ճառագայթային վտանգի մասին

26. Collider-ի բոլոր աշխատակիցներն ունեն անհատական ​​չափաչափեր, որոնք նրանցից պահանջվում է մոտեցնել ընթերցման սարքին և գրանցել իրենց գտնվելու վայրը:
Դոզաչափը կուտակում է ճառագայթման մակարդակը և, եթե այն մոտենում է սահմանային դոզային, տեղեկացնում է աշխատակցին, ինչպես նաև առցանց տվյալներ է փոխանցում հսկիչ կայան՝ զգուշացնելով, որ վտանգի տակ գտնվող մարդ կա բախողի մոտ։

27. Անմիջապես դետեկտորի դիմաց տեղադրված է բարձր մակարդակի մուտքի համակարգ:
Դուք կարող եք մուտք գործել՝ կցելով անձնական քարտ, դոզաչափ և անցնելով ցանցաթաղանթի սկանավորում

28. Ինչ եմ անում

29. Եվ ահա այն՝ դետեկտորը: Ներսում գտնվող փոքրիկ խայթոցը նման է գայլիկոնի, որտեղ պահվում են այն հսկայական մագնիսները, որոնք այժմ շատ փոքր են թվում: Այս պահին մագնիսներ չկան, քանի որ... արդիականացման փուլում է

30. Աշխատանքային վիճակում դետեկտորը միացված է և նման է մեկ միավորի

31. Դետեկտորի քաշը 15 հազար տոննա է։ Այստեղ ստեղծվում է անհավանական մագնիսական դաշտ։

32. Համեմատեք դետեկտորի չափերը ստորև աշխատող մարդկանց և սարքավորումների հետ

33. Մալուխներ կապույտ- հզորություն, կարմիր - տվյալներ

34. Հետաքրքիր է, որ շահագործման ընթացքում Մեծ Հադրոնը ժամում սպառում է 180 մեգավատ էլեկտրաէներգիա։

35. Ընթացիկ աշխատանքսենսորների պահպանման համար

36. Բազմաթիվ սենսորներ

37. Եվ ուժը նրանց... վերադառնում է օպտիկամանրաթել

38. Անհավանական խելացի մարդու տեսք.

39. Մեկուկես ժամ գետնի տակով թռչում է հինգ րոպեի պես... Վեր բարձրանալով մահկանացու երկիր՝ ակամա զարմանում ես... ԻՆՉՊԵՍ կարելի է դա անել:
ԵՎ ԻՆՉՈՒ՞ են նրանք դա անում…

Այս հարցում (և դրա նման այլոց) «իրականում» բառերի հայտնվելը հետաքրքիր է. բացահայտվել. Այնուամենայնիվ, երբ դիտվում է գիտության ներսից, առեղծվածը անհետանում է, և այս բառերի համար տեղ չկա. «ինչու է մեզ անհրաժեշտ հադրոնային բախիչ» հարցը սկզբունքորեն չի տարբերվում «ինչու՞ է մեզ անհրաժեշտ քանոն (կամ կշեռք) հարցից. , կամ ժամացույցներ և այլն): Այն, որ բախիչը մեծ, թանկարժեք և ցանկացած չափանիշով բարդ բան է, հարցը չի փոխում։

«Ինչու է դա անհրաժեշտ» հասկանալու ամենամոտ անալոգիան, իմ կարծիքով, ոսպնյակն է: Մարդկությունը ծանոթ է ոսպնյակների հատկություններին անհիշելի ժամանակներից, բայց միայն անցյալ հազարամյակի կեսերին հասկացավ, որ ոսպնյակների որոշակի համակցություններ կարող են օգտագործվել որպես գործիքներ, որոնք թույլ են տալիս ուսումնասիրել շատ փոքր կամ շատ հեռավոր առարկաները. իհարկե, խոսելով մանրադիտակի և աստղադիտակի մասին: Կասկածից վեր է, որ այն հարցը, թե ինչու է այս ամենը անհրաժեշտ, բազմիցս տրվել է, երբ հայտնվեցին ժամանակակիցների համար այս նոր նմուշները: Սակայն այն ինքնին հանվեց օրակարգից, քանի որ ընդլայնվեցին երկու սարքերի գիտական ​​և կիրառական կիրառման ոլորտները։ Նշենք, որ, ընդհանուր առմամբ, սա տարբեր սարքեր- Դուք չեք կարողանա աստղերին նայել գլխիվայր մանրադիտակով: Մեծ հադրոնային կոլայդերը, պարադոքսալ կերպով, միավորում է դրանք իր մեջ և իրավամբ կարող է համարվել որպես ամենաբարձր կետը թե՛ մանրադիտակների, թե՛ աստղադիտակների էվոլյուցիայի մեջ, որին մարդկությունը հասել է անցած դարերի ընթացքում: Այս հայտարարությունը կարող է տարօրինակ թվալ, և, իհարկե, այն պետք չէ բառացի ընդունել՝ արագացուցիչում ոսպնյակներ (առնվազն օպտիկական) չկան։ Բայց ըստ էության դա հենց այդպես է։ Կոլայդերը իր «մանրադիտակային» ձևով թույլ է տալիս ուսումնասիրել առարկաների կառուցվածքը և հատկությունները 10-19 մետր մակարդակում (հիշեցնեմ, որ ջրածնի ատոմի չափը մոտավորապես 10-10 մետր է): Իրավիճակն առավել հետաքրքիր է «աստղադիտակի» մասում։ Յուրաքանչյուր աստղադիտակ իրական ժամանակի մեքենա է, քանի որ դրանում նկատված նկարը համապատասխանում է նախկինում դիտման օբյեկտին, մասնավորապես այն ժամանակին, երբ էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը պետք է հասնի դիտորդին այս օբյեկտից: Այս ժամանակը կարող է լինել ութ րոպեից մի փոքր ավելի՝ Երկրից Արեգակը դիտարկելիս և մինչև միլիարդավոր տարի հեռավոր քվազարներ դիտարկելիս: Մեծ հադրոնային կոլայդերի ներսում ստեղծվում են պայմաններ, որոնք գոյություն են ունեցել Տիեզերքում Մեծ պայթյունից վայրկյանի չնչին հատվածից հետո: Այսպիսով, մենք հնարավորություն ենք ստանում հետ նայել գրեթե 14 միլիարդ տարի՝ մեր աշխարհի հենց սկզբին: Սովորական երկրային և ուղեծրային աստղադիտակներ (առնվազն նրանք, որոնք արձանագրում են էլեկտրամագնիսական ճառագայթում), «տեսողություն» ձեռք բերեք միայն վերահամակցման դարաշրջանից հետո, երբ Տիեզերքը դարձավ օպտիկական թափանցիկ, դա տեղի ունեցավ, ըստ ժամանակակից պատկերացումների, Մեծ պայթյունից 380 հազար տարի անց:

Այնուհետև մենք պետք է որոշենք, թե ինչ անել այս գիտելիքի հետ. և՛ փոքր մասշտաբներով նյութի կառուցվածքի, և՛ Տիեզերքի ծննդի ժամանակ նրա հատկությունների մասին, և սա այն է, ինչը, ի վերջո, կվերադարձնի սկզբում քննարկված առեղծվածը և կորոշի, թե ինչու է բախվել: անհրաժեշտ էր «իսկապես» անհրաժեշտ էր. Բայց սա մարդկային որոշում է, և բախողը, որի օգնությամբ ստացվել է այս գիտելիքը, կմնա ընդամենը սարք՝ թերևս աշխարհի երբևէ տեսած «ոսպնյակների» ամենաբարդ համակարգը:

Արագացուցիչի ստեղծման պատմությունը, որն այսօր մեզ հայտնի է որպես Մեծ հադրոնային բախիչ, սկսվում է 2007 թ. Սկզբում արագացուցիչների ժամանակագրությունը սկսվեց ցիկլոտրոնից։ Սարքը փոքրիկ սարք էր, որը հեշտությամբ տեղավորվում էր սեղանին: Հետո արագացուցիչների պատմությունը սկսեց արագ զարգանալ։ Հայտնվեցին սինխրոֆազոտրոնը և սինքրոտրոնը։

Պատմության մեջ, թերեւս, ամենահետաքրքիր ժամանակաշրջանը 1956-ից 1957 թվականներն էին: Այդ օրերին խորհրդային գիտությունը, մասնավորապես ֆիզիկան, ետ չէր մնում իր օտար եղբայրներից։ Օգտագործելով տարիների փորձը՝ Վլադիմիր Վեկսլեր անունով խորհրդային ֆիզիկոսը բեկում մտցրեց գիտության մեջ։ Նա ստեղծել է այն ժամանակվա ամենահզոր սինխրոֆազոտրոնը։ Նրա աշխատանքային հզորությունը կազմում էր 10 գիգաէլեկտրոնվոլտ (10 միլիարդ էլեկտրոնվոլտ)։ Այս բացահայտումից հետո ստեղծվեցին արագացուցիչների լուրջ նմուշներ՝ էլեկտրոն-պոզիտրոնային խոշոր բախիչը՝ շվեյցարական արագացուցիչը, Գերմանիայում, ԱՄՆ-ում։ Նրանք բոլորն ունեին մեկ ընդհանուր նպատակ՝ քվարկների հիմնարար մասնիկների ուսումնասիրությունը։

Մեծ հադրոնային կոլայդերը ստեղծվել է հիմնականում իտալացի ֆիզիկոսի ջանքերի շնորհիվ։ Նրա անունը Կարլո Ռուբբիա է, դափնեկիր Նոբելյան մրցանակ. Իր կարիերայի ընթացքում Ռուբիան աշխատել է Միջուկային հետազոտությունների եվրոպական կազմակերպությունում որպես տնօրեն։ Որոշվել է գիտահետազոտական ​​կենտրոնի տեղում կառուցել և գործարկել հադրոնային կոլայդեր։

Որտե՞ղ է հադրոնային բախիչը:

Բախվածը գտնվում է Շվեյցարիայի և Ֆրանսիայի սահմանին։ Նրա շրջագիծը 27 կիլոմետր է, այդ իսկ պատճառով այն կոչվում է մեծ։ Արագացուցիչի օղակը խորանում է 50-ից մինչև 175 մետր: Կոլայդերն ունի 1232 մագնիս։ Նրանք գերհաղորդիչ են, ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են օգտագործվել պատրաստելու համար առավելագույն դաշտարագացման համար, քանի որ նման մագնիսներում գործնականում էներգիայի սպառում չկա: Յուրաքանչյուր մագնիսի ընդհանուր քաշը 3,5 տոննա է՝ 14,3 մետր երկարությամբ։

Ինչպես ցանկացած ֆիզիկական առարկա, Մեծ հադրոնային կոլայդերը ջերմություն է առաջացնում: Հետեւաբար, այն պետք է անընդհատ սառչի: Դրան հասնելու համար ջերմաստիճանը պահպանվում է 1,7 Կ-ում՝ օգտագործելով 12 միլիոն լիտր հեղուկ ազոտ: Բացի այդ, հովացման համար օգտագործվում է 700 հազար լիտր, իսկ ամենակարեւորը, օգտագործվում է նորմալ մթնոլորտային ճնշումից տասն անգամ ցածր ճնշում։

Ցելսիուսի սանդղակով 1,7 Կ ջերմաստիճանը -271 աստիճան է։ Այս ջերմաստիճանը գրեթե մոտ է նրան, ինչը կոչվում է նվազագույն հնարավոր սահմանը, որը կարող է ունենալ ֆիզիկական մարմինը:

Պակաս հետաքրքիր չէ թունելի ներսը։ Կան նիոբիում-տիտանային մալուխներ՝ գերհաղորդիչ հնարավորություններով։ Նրանց երկարությունը 7600 կիլոմետր է։ Մալուխների ընդհանուր քաշը 1200 տոննա է։ Մալուխի ինտերիերը 6300 մետաղալարից բաղկացած հյուս է՝ 1,5 միլիարդ կիլոմետր ընդհանուր հեռավորությամբ: Այս երկարությունը հավասար է 10 աստղագիտական ​​միավորի։ Օրինակ, հավասար է 10 նման միավորի:

Եթե ​​խոսենք նրա աշխարհագրական դիրքի մասին, ապա կարող ենք ասել, որ բախիչի օղակները գտնվում են Սեն-Ժենիս և Ֆորնի-Վոլտեր քաղաքների միջև, որոնք գտնվում են ս.թ. Ֆրանսիական կողմը, ինչպես նաև Մեյրինն ու Վեսուրատը՝ շվեյցարական կողմից։ Եզրագծի տրամագծով անցնում է PS կոչվող փոքրիկ օղակը:

Գոյության իմաստը

«Ինչի համար է հադրոնային բախիչը» հարցին պատասխանելու համար հարկավոր է դիմել գիտնականներին: Շատ գիտնականներ ասում են, որ սա գիտության ողջ պատմության ամենամեծ գյուտն է, և որ առանց դրա գիտությունն այնպիսին, ինչպիսին մենք գիտենք այսօր, պարզապես իմաստ չունի: Մեծ հադրոնային կոլայդերի առկայությունը և գործարկումը հետաքրքիր է, քանի որ երբ մասնիկները բախվում են հադրոնային բախիչում, պայթյուն է տեղի ունենում: Բոլոր ամենափոքր մասնիկները ցրվում են տարբեր ուղղություններով: Ձևավորվում են նոր մասնիկներ, որոնք կարող են բացատրել շատ բաների գոյությունն ու նշանակությունը։

Առաջին բանը, որ գիտնականները փորձեցին գտնել այս վթարի ենթարկված մասնիկների մեջ, ֆիզիկոս Փիթեր Հիգսի կողմից տեսականորեն կանխատեսված տարրական մասնիկն էր, որը կոչվում է Այս զարմանալի մասնիկը տեղեկատվության կրող է, կարծում են: Այն սովորաբար կոչվում է նաև «Աստծո մասնիկ»։ Նրա հայտնագործությունը գիտնականներին ավելի կմոտեցնի տիեզերքի ըմբռնմանը: Նշենք, որ 2012թ.-ին՝ հուլիսի 4-ին, հադրոնային բախիչը (նրա գործարկումը մասամբ հաջող էր) օգնել հայտնաբերել նմանատիպ մասնիկ։ Այսօր գիտնականները փորձում են այն ավելի մանրամասն ուսումնասիրել։

Որքա՞ն ժամանակ...

Իհարկե, անմիջապես հարց է ծագում՝ ինչո՞ւ են գիտնականներն այսքան երկար ուսումնասիրում այս մասնիկները։ Եթե ​​դուք ունեք սարք, կարող եք գործարկել այն և ամեն անգամ ավելի ու ավելի շատ տվյալներ վերցնել: Փաստն այն է, որ հադրոնային կոլայդեր շահագործելը թանկ առաջարկ է: Մեկ մեկնարկը մեծ գումար է պահանջում: Օրինակ՝ տարեկան սպառումըէներգիան կազմում է 800 մլն կՎտ/ժ: Էներգիայի այս քանակությունը միջին չափանիշներով սպառում է մոտ 100 հազար բնակչություն ունեցող քաղաքը։ Եվ դա չի ներառում պահպանման ծախսերը: Մեկ այլ պատճառ էլ այն է, որ հադրոնային բախիչում պայթյունը, որը տեղի է ունենում պրոտոնների բախման ժամանակ, կապված է մեծ քանակությամբ տվյալների ստացման հետ. համակարգիչներն այնքան շատ տեղեկատվություն են կարդում, որ դրա մշակումը շատ ժամանակ է պահանջում: Թեև տեղեկատվություն ստացող համակարգիչների հզորությունը նույնիսկ այսօրվա չափանիշներով մեծ է։

Հաջորդ պատճառը ոչ պակաս հայտնի է բախողի հետ այս ուղղությամբ աշխատող գիտնականները վստահ են, որ ամբողջ տիեզերքի տեսանելի սպեկտրը կազմում է ընդամենը 4%: Ենթադրվում է, որ մնացածները մութ նյութ են և մութ էներգիա։ Փորձնականորեն փորձում են ապացուցել, որ այս տեսությունը ճիշտ է։

Հադրոնային կոլայդեր՝ կողմ կամ դեմ

Մութ նյութի մասին առաջ քաշված տեսությունը կասկածի տակ է դրել հադրոնային բախիչի անվտանգությունը: Հարց առաջացավ՝ «Հադրոնային բախիչ՝ կողմ, թե՞ դեմ»։ Նա անհանգստացրել է բազմաթիվ գիտնականների։ Աշխարհի բոլոր մեծ մտքերը բաժանված են երկու կատեգորիայի. «Ընդդիմախոսները» մի հետաքրքիր տեսություն են առաջ քաշում, որ եթե այդպիսի նյութ կա, ապա այն պետք է ունենա իրեն հակառակ մասնիկ։ Իսկ երբ արագացուցիչում մասնիկները բախվում են, մութ հատված է առաջանում։ Վտանգ կար, որ մութ հատվածը և այն մասը, որը մենք տեսնում ենք, կբախվեն: Այդ դեպքում դա կարող է հանգեցնել ողջ տիեզերքի մահվան: Այնուամենայնիվ, Հադրոնային բախիչի առաջին գործարկումից հետո այս տեսությունը մասամբ կոտրվեց։

Հաջորդ կարևորությամբ գալիս է տիեզերքի պայթյունը, ավելի ճիշտ՝ ծնունդը: Ենթադրվում է, որ բախման ժամանակ հնարավոր է դիտարկել, թե ինչպես է իրեն պահում տիեզերքը իր գոյության առաջին վայրկյաններին։ Այն, թե ինչպես է այն նայվել Մեծ պայթյունից հետո: Ենթադրվում է, որ մասնիկների բախման գործընթացը շատ նման է Տիեզերքի հենց սկզբում տեղի ունեցածին:

Մեկ այլ ոչ պակաս ֆանտաստիկ գաղափար, որը գիտնականները փորձարկում են, էկզոտիկ մոդելներն են: Թվում է, թե անհավանական է, բայց կա մի տեսություն, որը ենթադրում է, որ կան այլ չափումներ և տիեզերքներ՝ մեզ նման մարդկանցով: Եվ որքան էլ տարօրինակ է, արագացուցիչը կարող է օգնել նաև այստեղ:

Պարզ ասած, արագացուցիչի նպատակն է հասկանալ, թե ինչ է տիեզերքը, ինչպես է այն ստեղծվել, և ապացուցել կամ հերքել մասնիկների և հարակից երևույթների մասին գոյություն ունեցող բոլոր տեսությունները: Իհարկե, դրա համար տարիներ կպահանջվեն, բայց յուրաքանչյուր գործարկումից հետո նոր բացահայտումներ են ի հայտ գալիս, որոնք հեղաշրջում են գիտության աշխարհը:

Փաստեր արագացուցիչի մասին

Բոլորը գիտեն, որ արագացուցիչը արագացնում է մասնիկները մինչև լույսի արագության 99%-ը, բայց քչերը գիտեն, որ այդ տոկոսը լույսի արագության 99,9999991%-ն է։ Այս զարմանահրաշ գործիչը իմաստ ունի կատարյալ դիզայնի և հզոր արագացման մագնիսների շնորհիվ: Պետք է նշել նաև մի քանի քիչ հայտնի փաստեր:

Երկու հիմնական դետեկտորներից յուրաքանչյուրից եկող մոտավորապես 100 միլիոն տվյալների հոսքերը կարող են մի քանի վայրկյանում լրացնել ավելի քան 100,000 CD-ROM: Ընդամենը մեկ ամսում սկավառակների քանակն այնպիսի բարձրության կհասներ, որ եթե դրանք շարված լինեին, ապա դրանք կբավականացնեին Լուսին հասնելու համար։ Ուստի որոշվել է հավաքել ոչ բոլոր տվյալները, որոնք գալիս են դետեկտորներից, այլ միայն դրանք, որոնք թույլ կտան օգտագործել տվյալների հավաքագրման համակարգը, որն իրականում որպես զտիչ է գործում ստացված տվյալների համար։ Որոշվել է արձանագրել միայն 100 իրադարձություն, որոնք տեղի են ունեցել պայթյունի պահին։ Այս իրադարձությունները կգրանցվեն Large Hadron Collider համակարգի համակարգչային կենտրոնի արխիվում, որը գտնվում է Մասնիկների ֆիզիկայի եվրոպական լաբորատորիայում, որը նաև արագացուցիչի գտնվելու վայրն է։ Արձանագրվելու է ոչ թե այն իրադարձությունները, որոնք արձանագրվել են, այլ նրանք, որոնք ամենաշատն են հետաքրքրում գիտական ​​հանրությանը։

Հետմշակում

Գրանցվելուց հետո հարյուրավոր կիլոբայթ տվյալներ կմշակվեն: Այդ նպատակով օգտագործվում են CERN-ում տեղակայված ավելի քան երկու հազար համակարգիչներ։ Այս համակարգիչների խնդիրն է մշակել առաջնային տվյալները և դրանցից ստեղծել տվյալների բազա, որը հարմար կլինի հետագա վերլուծության համար։ Հաջորդը, ստեղծված տվյալների հոսքը կուղարկվի GRID համակարգչային ցանց: Այս ինտերնետային ցանցը միավորում է աշխարհի տարբեր ինստիտուտներում տեղակայված հազարավոր համակարգիչներ և միացնում է երեք մայրցամաքներում գտնվող հարյուրից ավելի խոշոր կենտրոններ։ Բոլոր նման կենտրոնները միացված են CERN-ին՝ օգտագործելով օպտիկամանրաթելային սարքեր՝ տվյալների փոխանցման առավելագույն արագության համար:

Խոսելով փաստերի մասին՝ պետք է նշել նաև կառուցվածքի ֆիզիկական ցուցանիշները։ Արագացուցչի թունելը գտնվում է 1,4% շեղման վրա հորիզոնական հարթություն. Դա արվել է հիմնականում արագացուցիչ թունելի մեծ մասը մոնոլիտ ժայռի մեջ տեղադրելու համար: Այսպիսով, հակառակ կողմերում տեղադրման խորությունը տարբեր է: Եթե ​​հաշվենք լճի կողմից, որը գտնվում է Ժնևի մոտ, ապա խորությունը կլինի 50 մետր։ Հակառակ հատվածն ունի 175 մետր խորություն։

Հետաքրքիրն այն է, որ լուսնային փուլերազդել արագացուցիչի վրա. Թվում է, թե ինչպես կարող է նման հեռավոր օբյեկտը ազդել նման հեռավորության վրա: Այնուամենայնիվ, նկատվել է, որ լիալուսնի ժամանակ, երբ տեղի է ունենում մակընթացություն, Ժնևի տարածքում հողը բարձրանում է մինչև 25 սանտիմետր: Սա ազդում է կոլայդերի երկարության վրա: Դրանով երկարությունը մեծանում է 1 միլիմետրով, իսկ ճառագայթի էներգիան նույնպես փոխվում է 0,02%-ով։ Քանի որ ճառագայթի էներգիան պետք է վերահսկվի մինչև 0,002%, հետազոտողները պետք է հաշվի առնեն այս երևույթը:

Հետաքրքիր է նաև, որ բախվող թունելն ունի ութանկյունի ձև, այլ ոչ թե շրջան, ինչպես շատերն են պատկերացնում։ Անկյունները ստեղծվում են կարճ հատվածներով։ Դրանք պարունակում են տեղադրված դետեկտորներ, ինչպես նաև համակարգ, որը վերահսկում է արագացող մասնիկների ճառագայթը։

Կառուցվածք

Hadron Collider-ը, որի գործարկումը ներառում է բազմաթիվ մասեր և մեծ ոգևորություն գիտնականների շրջանում, զարմանալի սարք է: Ամբողջ արագացուցիչը բաղկացած է երկու օղակներից։ Փոքր օղակը կոչվում է պրոտոնային սինքրոտրոն կամ, եթե օգտագործենք նրա հապավումները, PS: Մեծ օղակը սուպերպրոտոնային սինքրոտրոնն է կամ SPS: Երկու օղակները միասին թույլ են տալիս մասերին արագանալ մինչև լույսի արագության 99,9%-ը: Միևնույն ժամանակ, բախիչը մեծացնում է նաև պրոտոնների էներգիան՝ ավելացնելով դրանց ընդհանուր էներգիան 16 անգամ։ Այն նաև թույլ է տալիս մասնիկներին բախվել միմյանց հետ մոտավորապես 30 միլիոն անգամ/վրկ: 10 ժամվա ընթացքում: 4 հիմնական դետեկտորները վայրկյանում արտադրում են առնվազն 100 տերաբայթ թվային տվյալներ։ Տվյալների ստացումը որոշվում է անհատական ​​գործոններով: Օրինակ, նրանք կարող են հայտնաբերել տարրական մասնիկներ, որոնք ունեն բացասական էլեկտրական լիցք, և նաև ունեն կես պտույտ: Քանի որ այս մասնիկները անկայուն են, դրանց ուղղակի հայտնաբերումը հնարավոր չէ հայտնաբերել միայն դրանց էներգիան, որը կթողարկվի ճառագայթի առանցքի նկատմամբ: Այս փուլը կոչվում է առաջին գործարկման մակարդակ: Այս փուլը վերահսկվում է ավելի քան 100 տվյալների մշակման հատուկ տախտակների կողմից, որոնք ունեն ներդրված իրականացման տրամաբանություն։ Աշխատանքի այս հատվածը բնութագրվում է նրանով, որ տվյալների ձեռքբերման ժամանակահատվածում վայրկյանում ընտրվում է ավելի քան 100 հազար տվյալների բլոկ։ Այնուհետև այս տվյալները կօգտագործվեն վերլուծության համար, որը տեղի է ունենում ավելի բարձր մակարդակի մեխանիզմի կիրառմամբ:

Հաջորդ մակարդակի համակարգերը, ընդհակառակը, տեղեկատվություն են ստանում բոլոր դետեկտորային թելերից: Ծրագրային ապահովումԴետեկտորն աշխատում է ցանցում։ Այնտեղ այն կօգտագործի մեծ թվով համակարգիչներ՝ տվյալների հետագա բլոկները մշակելու համար, բլոկների միջև միջին ժամանակը 10 միկրովայրկյան է: Ծրագրերը պետք է ստեղծեն սկզբնական կետերին համապատասխան մասնիկների նշաններ: Արդյունքը կլինի գեներացված տվյալների մի շարք, որը բաղկացած է իմպուլսից, էներգիայից, հետագծից և մյուսներից, որոնք առաջացել են մեկ իրադարձության ընթացքում:

Արագացուցիչի մասեր

Ամբողջ արագացուցիչը կարելի է բաժանել 5 հիմնական մասի.

1) Էլեկտրոն-պոզիտրոն բախվող արագացուցիչ. Մասը բաղկացած է մոտ 7 հազար մագնիսներից՝ գերհաղորդիչ հատկություններով։ Նրանց օգնությամբ ճառագայթն ուղղվում է շրջանաձեւ թունելի միջով։ Նրանք նաև կենտրոնացնում են ճառագայթը մեկ հոսքի մեջ, որի լայնությունը կրճատվում է մինչև մեկ մազի լայնությունը:

2) կոմպակտ մյուոնային սոլենոիդ. Սա դետեկտոր է, որը նախատեսված է ընդհանուր նշանակության. Նման դետեկտորն օգտագործվում է նոր երևույթների որոնման և, օրինակ, Հիգսի մասնիկների որոնման համար։

3) LHCb դետեկտոր. Այս սարքի նշանակությունը քվարկների և դրանց հակադիր մասնիկների՝ անտիկվարկերի որոնումն է։

4) Տորոիդային տեղադրում ATLAS. Այս դետեկտորը նախատեսված է մյուոններ հայտնաբերելու համար:

5) Ալիս. Այս դետեկտորը ֆիքսում է կապարի իոնների բախումները և պրոտոն-պրոտոնների բախումները:

Խնդիրներ հադրոնային կոլայդեր գործարկելու ժամանակ

Չնայած այն հանգամանքին, որ ներկայությունը բարձր տեխնոլոգիաներգործնականում վերացնում է սխալների հնարավորությունը, ամեն ինչ այլ է. Արագացուցիչի հավաքման ժամանակ տեղի են ունեցել ուշացումներ և խափանումներ: Պետք է ասել, որ այս իրավիճակն անսպասելի չէր. Սարքն այնքան շատ նրբերանգներ է պարունակում և այնպիսի ճշգրտություն է պահանջում, որ գիտնականները ակնկալում էին նմանատիպ արդյունքներ։ Օրինակ, խնդիրներից մեկը, որին բախվել են գիտնականները արձակման ժամանակ, մագնիսի ձախողումն էր, որը կենտրոնացրել էր պրոտոնային ճառագայթները դրանց բախումից անմիջապես առաջ: Այս լուրջ վթարը տեղի է ունեցել մագնիսի կողմից գերհաղորդականության կորստի պատճառով ամրացման մի մասի ոչնչացման պատճառով։

Այս խնդիրն առաջացել է 2007թ. Դրա պատճառով բախիչի արձակումը մի քանի անգամ հետաձգվեց, և միայն հունիսին արձակումը տեղի ունեցավ գրեթե մեկ տարի անց։

Կոլայդերի վերջին գործարկումը հաջող էր՝ հավաքելով բազմաթիվ տերաբայթ տվյալներ։

Հադրոնային կոլայդերը, որը գործարկվել է 2015 թվականի ապրիլի 5-ին, հաջողությամբ է գործում։ Մեկ ամսվա ընթացքում ճառագայթները կշրջվեն օղակի շուրջ՝ աստիճանաբար ավելացնելով դրանց հզորությունը։ Ուսումնասիրությունը որպես այդպիսին նպատակ չունի։ Ճառագայթների բախման էներգիան կավելանա: Արժեքը կբարձրացվի 7 TeV-ից մինչև 13 TeV: Նման աճը թույլ կտա մեզ տեսնել նոր հնարավորություններ մասնիկների բախումների մեջ։

2013 և 2014 թթ Տեղի են ունեցել թունելների, արագացուցիչների, դետեկտորների և այլ սարքավորումների լուրջ տեխնիկական զննումներ։ Արդյունքը եղավ 18 երկբևեռ մագնիս՝ գերհաղորդիչ ֆունկցիայով։ Նշենք, որ դրանց ընդհանուր թիվը 1232 հատ է։ Այնուամենայնիվ, մնացած մագնիսներն աննկատ չեն մնացել։ Մնացած հատվածում փոխվել են հովացման պաշտպանության համակարգերը, տեղադրվել բարելավվածներ։ Բարելավվել է նաև մագնիսական հովացման համակարգը։ Սա թույլ է տալիս նրանց մնալ ցածր ջերմաստիճանում առավելագույն հզորությամբ:

Եթե ​​ամեն ինչ լավ ընթանա, արագացուցիչի հաջորդ գործարկումը տեղի կունենա միայն երեք տարի հետո։ Նշված ժամկետից հետո նախատեսվում են բարեկարգման պլանային աշխատանքներ. տեխնիկական զննումբախվող.

Հարկ է նշել, որ վերանորոգումը բավականին կոպեկ արժե՝ չհաշված ծախսերը։ Հադրոնային կոլայդերը 2010 թվականի դրությամբ ունի 7,5 միլիարդ եվրո արժեք: Այս ցուցանիշը ամբողջ նախագիծն առաջին տեղում է դնում գիտության պատմության ամենաթանկ նախագծերի ցանկում:

Աշխարհի ամենահզոր բախվող մասնիկների արագացուցիչը

Աշխարհի ամենահզոր բախվող ճառագայթով լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչը, որը կառուցվել է Միջուկային հետազոտությունների եվրոպական կենտրոնի (CERN) կողմից՝ 27 կիլոմետր երկարությամբ ստորգետնյա թունելում՝ Շվեյցարիայի և Ֆրանսիայի սահմանին 50-175 մետր խորության վրա։ LHC-ն գործարկվել է 2008 թվականի աշնանը, սակայն վթարի պատճառով դրա վրա փորձարկումները սկսվել են միայն 2009 թվականի նոյեմբերին, իսկ նախագծային հզորություններին այն հասել է 2010 թվականի մարտին։ Կոլայդերի գործարկումը գրավել է ոչ միայն ֆիզիկոսների, այլև հասարակ մարդկանց ուշադրությունը, քանի որ ԶԼՄ-ներում մտահոգություն է հայտնվել, որ բախիչի վրա փորձերը կարող են հանգեցնել աշխարհի վերջի։ 2012 թվականի հուլիսին LHC-ն հայտարարեց մի մասնիկի հայտնաբերման մասին, որը մեծ հավանականությամբ Հիգսի բոզոնն էր. դրա գոյությունը հաստատեց նյութի կառուցվածքի ստանդարտ մոդելի ճիշտությունը:

Նախապատմություն

Մասնիկների արագացուցիչներն առաջին անգամ սկսեցին օգտագործվել գիտության մեջ 20-րդ դարի 20-ականների վերջին՝ նյութի հատկությունները ուսումնասիրելու համար։ Առաջին օղակային արագացուցիչը՝ ցիկլոտրոնը, ստեղծվել է 1931 թվականին ամերիկացի ֆիզիկոս Էռնեստ Լոուրենսի կողմից։ 1932 թվականին անգլիացի Ջոն Քոքրոֆթը և իռլանդացի Էռնեստ Ուոլթոնը, օգտագործելով լարման բազմապատկիչ և աշխարհում առաջին պրոտոնային արագացուցիչը, առաջին անգամ կարողացան արհեստականորեն պառակտել ատոմի միջուկը. հելիումը ստացվել է լիթիումի ռմբակոծմամբ պրոտոններով: Մասնիկների արագացուցիչները գործում են էլեկտրական դաշտերի միջոցով, որոնք օգտագործվում են արագացնելու (շատ դեպքերում լույսի արագությանը մոտ արագությունների) և լիցքավորված մասնիկները (օրինակ՝ էլեկտրոններ, պրոտոններ կամ ավելի ծանր իոններ) պահելու համար տվյալ ճանապարհին: Արագացուցիչների ամենօրյա ամենապարզ օրինակը կաթոդային խողովակով հեռուստացույցներն են, , , , :

Արագացուցիչներն օգտագործվում են տարբեր փորձերի, այդ թվում՝ գերծանր տարրերի արտադրության համար։ Տարրական մասնիկները ուսումնասիրելու համար օգտագործվում են նաև բախիչներ (բախումներից - «բախում») - բախվող ճառագայթների վրա լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչներ, որոնք նախատեսված են դրանց բախումների արտադրանքը ուսումնասիրելու համար: Գիտնականները բարձր կինետիկ էներգիա են հաղորդում ճառագայթներին: Բախումները կարող են առաջացնել նոր, նախկինում անհայտ մասնիկներ: Հատուկ դետեկտորները նախատեսված են դրանց տեսքը հայտնաբերելու համար: 1990-ականների սկզբին ԱՄՆ-ում և Շվեյցարիայում գործել են ամենահզոր կոլայդերները։ 1987 թվականին ԱՄՆ-ում Չիկագոյի մերձակայքում գործարկվեց Tevatron կոլայդերը՝ 980 գիգաէլեկտրոնվոլտ (GeV) ճառագայթման առավելագույն էներգիայով։ Դա 6,3 կիլոմետր երկարությամբ ստորգետնյա օղակ է։ 1989 թվականին Շվեյցարիայում շահագործման հանձնվեց Էլեկտրոն-պոզիտրոնային խոշոր բախիչը (LEP) Միջուկային հետազոտությունների եվրոպական կենտրոնի (CERN) հովանու ներքո: Դրա համար Ժնևի լճի հովտում 50-175 մետր խորության վրա 2000 թվականին կառուցվել է 26,7 կիլոմետր երկարությամբ շրջանաձև թունել, որը հնարավոր է դարձել հասնել 209 ԳեՎ էներգիայի, , , .

ԽՍՀՄ-ում 1980-ականներին ստեղծվեց արագացուցիչ-պահեստային համալիր (UNC) նախագիծը` գերհաղորդիչ պրոտոն-պրոտոնային բախիչ Ֆիզիկայի ինստիտուտում: բարձր էներգիաներ(IHEP) Պրոտվինոյում։ Այն շատ առումներով գերազանցում է LEP-ին և Tevatron-ին և պետք է կարողանա արագացնել տարրական մասնիկների ճառագայթները 3 տերաէլեկտրոնվոլտ (TeV) էներգիայով: Նրա հիմնական օղակը՝ 21 կիլոմետր երկարությամբ, ստորգետնյա կառուցվել է 1994 թվականին, սակայն ֆինանսական միջոցների սղության պատճառով նախագիծը սառեցվել է 1998 թվականին, Պրոտվինոյում կառուցված թունելը ցեցապատվել է (ավարտվել են միայն արագացման համալիրի տարրերը), իսկ գլխավորը։ Ծրագրի ինժեներ Գենադի Դուրովը աշխատանքի է մեկնել ԱՄՆ , , , , , , . Որոշ ռուս գիտնականների կարծիքով, եթե UNK-ն ավարտված լիներ և գործարկվեր, ավելի հզոր բախիչներ ստեղծելու կարիք չէր լինի. առաջարկվում էր, որ աշխարհակարգի ֆիզիկական հիմքերի վերաբերյալ նոր տվյալներ ստանալու համար պետք է. բավական է արագացուցիչների մոտ 1 ՏէՎ էներգիայի շեմը հաղթահարելու համար, Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի միջուկային ֆիզիկայի գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի փոխտնօրեն և մասնակցության համակարգող Ռուսական հաստատություններՄեծ հադրոնային կոլայդերի ստեղծման նախագծում Վիկտոր Սավրինը, հիշեցնելով UNK-ը, հայտարարեց. Այնուամենայնիվ, Միացյալ Նահանգները նույնպես հրաժարվեց 1993 թվականին սեփական Superconducting Super Collider (SSC) կառուցումից և ֆինանսական պատճառներով:

Տարբեր երկրների ֆիզիկոսները իրենց սեփական բախիչներ կառուցելու փոխարեն որոշեցին միավորվել միջազգային նախագծի շրջանակներում, որի ստեղծման գաղափարը ծագել է դեռևս 1980-ականներին։ Շվեյցարական LEP-ում փորձերի ավարտից հետո նրա սարքավորումները ապամոնտաժվեցին, և դրա փոխարեն սկսվեց Մեծ հադրոնային կոլայդերի (LHC, Large Hadron Collider, LHC) կառուցումը ՝ բախվող ճառագայթների վրա լիցքավորված մասնիկների աշխարհի ամենահզոր օղակաձև արագացուցիչը: , որը կբախվի պրոտոնների ճառագայթներին մինչև 14 ՏէՎ էներգիաների բախումներով և կապարի իոններին մինչև 1150 Տև բախման էներգիաներով, , , , , , ։

Փորձի նպատակները

LHC-ի կառուցման հիմնական նպատակն էր պարզաբանել կամ հերքել Ստանդարտ մոդելը՝ ֆիզիկայի տեսական կառուցվածք, որը նկարագրում է տարրական մասնիկները և չորս հիմնարար փոխազդեցություններից երեքը՝ ուժեղ, թույլ և էլեկտրամագնիսական՝ բացառելով գրավիտացիոն ուժերը: Ստանդարտ մոդելի ձևավորումն ավարտվել է 1960-1970-ական թվականներին, և այդ ժամանակից ի վեր արված բոլոր հայտնագործությունները, ըստ գիտնականների, նկարագրվել են այս տեսության բնական ընդլայնումներով: Միևնույն ժամանակ, Ստանդարտ մոդելը բացատրեց, թե ինչպես են տարրական մասնիկները փոխազդում, բայց չպատասխանեց հարցին, թե ինչու հենց այդպես և ոչ այլ կերպ:

Գիտնականները նշել են, որ եթե LHC-ին չհաջողվեր հասնել Հիգսի բոզոնի հայտնաբերմանը (մամուլում այն ​​երբեմն կոչվում էր «Աստծո մասնիկ», ), ապա այն կասկածի տակ կդներ ամբողջ ստանդարտ մոդելը, որը կպահանջի ամբողջական տարրական մասնիկների մասին գոյություն ունեցող պատկերացումների վերանայում, , , , . Միևնույն ժամանակ, եթե Ստանդարտ մոդելը հաստատվեր, ֆիզիկայի որոշ ոլորտներ պահանջում էին հետագա փորձարարական ստուգում. մասնավորապես, անհրաժեշտ էր ապացուցել «գրավիտոնների» գոյությունը՝ գրավիտացիայի համար պատասխանատու հիպոթետիկ մասնիկներ, , .

Տեխնիկական առանձնահատկություններ

LHC-ը գտնվում է LEP-ի համար կառուցված թունելում: Դրա մեծ մասը գտնվում է Ֆրանսիայի տարածքի տակ։ Թունելը պարունակում է երկու խողովակ, որոնք զուգահեռ են անցնում գրեթե ողջ երկարությամբ և հատվում են դետեկտորների այն վայրերում, որտեղ տեղի կունենան հադրոնների՝ քվարկներից կազմված մասնիկների բախումներ (բախումների համար կօգտագործվեն կապարի իոններ և պրոտոններ)։ Պրոտոնները սկսում են արագանալ ոչ թե բուն LHC-ում, այլ օժանդակ արագացուցիչներում։ Պրոտոնի ճառագայթները «սկսվում են» LINAC2 գծային արագացուցչում, այնուհետև PS արագացուցչում, որից հետո մտնում են գերպրոտոնային սինքրոտրոնի (SPS) 6,9 կմ երկարությամբ օղակը և ավարտվում LHC խողովակներից մեկում, որտեղ Եվս 20 րոպե նրանց էներգիան կտրամադրվի մինչև 7 ՏէՎ: Կապարի իոնների հետ փորձերը կսկսվեն LINAC3 գծային արագացուցիչից: Ճառագայթներն իրենց ճանապարհին պահում են 1600 գերհաղորդիչ մագնիսներ, որոնցից շատերը կշռում են մինչև 27 տոննա: Այս մագնիսները սառչում են հեղուկ հելիումով մինչև ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճան՝ բացարձակ զրոյից 1,9 աստիճան, ավելի սառը արտաքին տարածություն , , , , , , , .

Լույսի արագության 99,9999991 տոկոսով, վայրկյանում կատարելով ավելի քան 11 հազար շրջան բախվող օղակի շուրջ, պրոտոնները կբախվեն չորս դետեկտորներից մեկում՝ ամենաշատը: բարդ համակարգերԲԱԿ , , , , , . ATLAS դետեկտորը նախագծված է նոր անհայտ մասնիկներ փնտրելու համար, որոնք կարող են հուշումներ տալ գիտնականներին «նոր ֆիզիկայի» որոնման մեջ, բացի ստանդարտ մոդելից: CMS դետեկտորը նախատեսված է Հիգսի բոզոնը ստանալու և ուսումնասիրելու համար մութ նյութ. ALICE դետեկտորը նախատեսված է Մեծ պայթյունից հետո նյութը ուսումնասիրելու և քվարկ-գլյուոնային պլազմայի որոնման համար, իսկ LHCb դետեկտորը կուսումնասիրի նյութի տարածվածության պատճառը հակամատերիայի նկատմամբ և կուսումնասիրի b-քվարկների ֆիզիկան: Հետագայում նախատեսվում է շահագործման հանձնել ևս երեք դետեկտոր՝ TOTEM, LHCf և MoEDAL։

LHC-ում փորձերի արդյունքները մշակելու համար կօգտագործվի հատուկ բաշխված համակարգչային ցանց GRID, որը կարող է վայրկյանում մինչև 10 գիգաբիթ տեղեկատվություն փոխանցել աշխարհի 11 հաշվողական կենտրոններ: Ամեն տարի դետեկտորներից կարդացվելու է ավելի քան 15 փետաբայթ (15 հազար տերաբայթ) տեղեկատվություն. չորս փորձերի ընդհանուր տվյալների հոսքը կարող է հասնել վայրկյանում 700 մեգաբայթի, , , , : 2008 թվականի սեպտեմբերին հաքերներին հաջողվել է կոտրել CERN-ի վեբ էջը և, ըստ նրանց, մուտք գործել կոլայդերի կառավարման սարքեր։ Սակայն CERN-ի աշխատակիցները բացատրել են, որ LHC կառավարման համակարգը մեկուսացված է ինտերնետից։ 2009 թվականի հոկտեմբերին Ադլեն Իշորը, ով LHC-ում LHCb փորձի վրա աշխատող գիտնականներից մեկն էր, ձերբակալվեց ահաբեկիչների հետ համագործակցության կասկածանքով։ Սակայն, ինչպես հաղորդում է CERN-ի ղեկավարությունը, Իշորը մուտք չի ունեցել բախվողի ստորգետնյա տարածք և չի արել որևէ բան, որը կարող է հետաքրքրել ահաբեկիչներին։ 2012 թվականի մայիսին Իշորը դատապարտվել է հինգ տարվա ազատազրկման։

Շինարարության արժեքը և պատմությունը

1995 թվականին LHC-ի կառուցման արժեքը գնահատվել է 2,6 միլիարդ շվեյցարական ֆրանկ՝ չհաշված փորձերի անցկացման ծախսերը։ Նախատեսվում էր, որ փորձարկումները կսկսվեն 10 տարի հետո՝ 2005 թվականին։ 2001 թվականին CERN-ի բյուջեն կրճատվեց և շինարարության ծախսերին ավելացվեց 480 միլիոն ֆրանկ (նախագծի ընդհանուր արժեքը մինչ այդ կազմում էր մոտ 3 միլիարդ ֆրանկ), ինչը հանգեցրեց նրան, որ բախիչը հետաձգվեց մինչև 2007 թվականը։ 2005 թվականին LHC-ի կառուցման ժամանակ ինժեներ է մահացել. ողբերգությունը տեղի է ունեցել կռունկից բեռի վայր ընկնելու պատճառով։

ԼՀԿ-ի գործարկումը հետաձգվեց ոչ միայն ֆինանսավորման խնդիրների պատճառով։ 2007 թվականին պարզվեց, որ Fermilab-ի կողմից գերհաղորդիչ մագնիսական մասերի մատակարարումը չի համապատասխանում նախագծման պահանջներին, ինչի պատճառով բախիչի գործարկումը հետաձգվել է մեկ տարով։

2008 թվականի սեպտեմբերի 10-ին LHC-ում գործարկվեց պրոտոնների առաջին ճառագայթը։ Նախատեսվում էր, որ մի քանի ամսից առաջին բախումները կկատարվեն բախիչում, սակայն սեպտեմբերի 19-ին LHC-ում երկու գերհաղորդիչ մագնիսների թերի միացման պատճառով վթար է տեղի ունեցել. մագնիսներն անջատվել են, ավելի քան 6 տոննա. Թունելի մեջ հեղուկ հելիում է թափվել, և արագացուցիչի խողովակների վակուումը կոտրվել է: Կոլայդերը ստիպված է եղել փակել վերանորոգման համար։ Չնայած վթարին, 2008 թվականի սեպտեմբերի 21-ին տեղի ունեցավ ԼՀԿ-ի շահագործման հանձնման արարողությունը։ Ի սկզբանե փորձերը պետք է վերսկսվեին 2008 թվականի դեկտեմբերին, սակայն այնուհետև վերսկսման ժամկետը տեղափոխվեց սեպտեմբեր, իսկ այնուհետև՝ 2009 թվականի նոյեմբերի կեսեր, մինչդեռ առաջին բախումները նախատեսվում էր իրականացնել միայն 2010 թվականին։ Վթարից հետո կապարի իոնների և պրոտոնային ճառագայթների առաջին փորձնական արձակումները LHC օղակի մի մասի երկայնքով իրականացվել են 2009 թվականի հոկտեմբերի 23-ին: Նոյեմբերի 23-ին ATLAS դետեկտորում տեղի են ունեցել ճառագայթների առաջին բախումները, իսկ 2010 թվականի մարտի 31-ին բախիչը գործել է ամբողջ հզորությամբ. այդ օրը արձանագրվել է պրոտոնային ճառագայթների բախում ռեկորդային 7 TeV էներգիայով։ 2012 թվականի ապրիլին արձանագրվել է պրոտոնների բախումների էլ ավելի մեծ էներգիա՝ 8 ՏեՎ։

2009 թվականին LHC-ի արժեքը գնահատվում էր 3,2-ից 6,4 միլիարդ եվրո՝ դարձնելով այն մարդկության պատմության մեջ ամենաթանկ գիտական ​​փորձը:

Միջազգային համագործակցություն

Նշվեց, որ ԼՀԿ-ի մասշտաբի նախագիծ չի կարող ստեղծվել միայն մեկ երկրի կողմից։ Այն ստեղծվել է CERN-ի ոչ միայն 20 անդամ երկրների ջանքերով. դրա մշակմանը մասնակցել են ավելի քան 10 հազար գիտնականներ հարյուրից ավելի երկրներից: գլոբուս. 2009 թվականից BAC նախագիծը ղեկավարում է գլխավոր մենեջեր CERN Rolf-Dieter Heuer. Ռուսաստանը նույնպես մասնակցում է LHC-ի ստեղծմանը որպես CERN-ի դիտորդ անդամ. 2008-ին մեծ հադրոնային կոլայդերում աշխատել են մոտ 700 ռուս գիտնականներ, այդ թվում՝ IHEP-ի աշխատակիցներ:

Մինչդեռ եվրոպական երկրներից մեկի գիտնականները գրեթե կորցրին LHC-ում փորձարկումներին մասնակցելու հնարավորությունը։ 2009թ. մայիսին Ավստրիայի գիտության նախարար Յոհաննես Հանը հայտարարեց, որ երկիրը դուրս է գալիս CERN-ից 2010 թվականին՝ բացատրելով, որ անդամակցությունը CERN-ին և մասնակցությունը LHC ծրագրին չափազանց թանկ է և շոշափելի եկամուտներ չի բերում Ավստրիայի գիտությանը և համալսարաններին: Խոսքը վերաբերում էր մոտ 20 միլիոն եվրոյի տարեկան հնարավոր խնայողություններին, որոնք ներկայացնում են CERN-ի բյուջեի 2,2 տոկոսը և Ավստրիայի կառավարության կողմից միջազգային հետազոտական ​​կազմակերպություններին մասնակցելու համար հատկացված միջոցների մոտ 70 տոկոսը: Ավստրիան խոստացել էր դուրս գալու վերաբերյալ վերջնական որոշումը կայացնել 2009 թվականի աշնանը։ Սակայն ավելի ուշ Ավստրիայի կանցլեր Վերներ Ֆայմանը հայտարարեց, որ իր երկիրը չի պատրաստվում լքել նախագիծը և CERN-ը։

Վտանգի մասին լուրեր

Մամուլում լուրեր էին շրջանառվում, որ LHC-ն վտանգ է ներկայացնում մարդկության համար, քանի որ դրա գործարկումը կարող է հանգեցնել աշխարհի վերջի: Պատճառը գիտնականների հայտարարություններն էին, որ բախման արդյունքում բախման արդյունքում կարող են առաջանալ միկրոսկոպիկ սև խոռոչներ. անմիջապես կարծիքներ հայտնվեցին, որ ամբողջ Երկիրը կարող է «ներքաշվել» դրանց մեջ, և, հետևաբար, LHC-ն իսկական «Պանդորայի արկղ» է, , . Կարծիքներ կային նաև, որ Հիգսի բոզոնի հայտնաբերումը կհանգեցնի Տիեզերքում զանգվածի անվերահսկելի աճի, իսկ «մութ նյութ» որոնելու փորձերը կարող են հանգեցնել «տարօրինակների» հայտնվելուն (տերմինի ռուսերեն թարգմանությունը պատկանում է աստղագետին։ Սերգեյ Պոպով) - «տարօրինակ նյութ» », որը սովորական նյութի հետ շփվելիս կարող է այն վերածել «շերտի»: Համեմատություն է արվել Կուրտ Վոնեգուտի «Կատվի օրրան» վեպի հետ, որտեղ Ice-Nine գեղարվեստական ​​նյութը ոչնչացրել է կյանքը մոլորակի վրա։ Որոշ հրապարակումներ, վկայակոչելով առանձին գիտնականների կարծիքները, նշում էին նաև, որ LHC-ում փորձերը կարող են ժամանակի ընթացքում հանգեցնել «որդանների» ի հայտ գալուն, որոնց միջոցով ապագայից մասնիկներ կամ նույնիսկ կենդանի էակներ կարող են տեղափոխվել մեր աշխարհ: Սակայն պարզվեց, որ գիտնականների խոսքերը խեղաթյուրվել և սխալ են մեկնաբանվել լրագրողների կողմից. սկզբում նրանք խոսում էին «մանրադիտակային ժամանակի մեքենաների մասին, որոնց օգնությամբ միայն առանձին տարրական մասնիկներ կարող են ճանապարհորդել դեպի անցյալ»։

Գիտնականները բազմիցս հայտարարել են, որ նման իրադարձությունների հավանականությունն աննշան է։ Նույնիսկ հավաքվեց LHC անվտանգության գնահատման հատուկ խումբ, որն անցկացրեց վերլուծություն և զեկույց հրապարակեց աղետների հավանականության մասին, որոնց կարող են հանգեցնել LHC-ում փորձարկումները: Ինչպես հայտնել են գիտնականները, LHC-ում պրոտոնների բախումները ավելի վտանգավոր չեն լինի, քան տիեզերական ճառագայթների բախումները տիեզերագնացների տիեզերագնացների հետ. դրանք երբեմն ունեն նույնիսկ ավելի մեծ էներգիա, քան այն, ինչ կարելի է ձեռք բերել LHC-ում: Ինչ վերաբերում է հիպոթետիկ սև խոռոչներին, ապա դրանք «կլուծվեն»՝ չհասնելով անգամ բախողի պատերին, , , , , ։

Այնուամենայնիվ, հնարավոր աղետների մասին խոսակցությունները դեռևս անորոշ վիճակում էին պահում հանրությանը։ Կոլայդերի ստեղծողներին նույնիսկ դատի են տվել. ամենահայտնի հայցերը պատկանում են ամերիկացի փաստաբան և բժիշկ Վալտեր Վագներին և գերմանացի քիմիայի պրոֆեսոր Օտտո Ռոսլերին։ Նրանք մեղադրեցին CERN-ին իր փորձով մարդկությանը վտանգի ենթարկելու և Մարդու իրավունքների կոնվենցիայով երաշխավորված «կյանքի իրավունքը» խախտելու մեջ, սակայն հայցերը մերժվեցին, , , , ։ Մամուլը գրել է, որ աշխարհի մոտալուտ վերջի մասին լուրերի պատճառով Հնդկաստանում LHC-ի գործարկումից հետո 16-ամյա մի աղջիկ ինքնասպան է եղել։

Ռուսական բլոգոսֆերայում հայտնվեց «դա ավելի շատ նման կլիներ բախողի» մեմը, որը կարելի է թարգմանել որպես «դա ավելի շատ նման կլիներ աշխարհի վերջին, այլևս անհնար է նայել այս խայտառակությանը»: Հանրաճանաչ էր «Ֆիզիկոսները 14 միլիարդ տարին մեկ հավաքվելու և բախվող սարք գործարկելու ավանդույթ ունեն» անեկդոտը։

Գիտական ​​արդյունքներ

LHC-ում փորձերի առաջին տվյալները հրապարակվել են 2009 թվականի դեկտեմբերին։ 2011 թվականի դեկտեմբերի 13-ին CERN-ի մասնագետները հայտարարեցին, որ LHC-ում կատարած հետազոտությունների արդյունքում կարողացել են նեղացնել Հիգսի բոզոնի հավանական զանգվածի սահմանները մինչև 115,5-127 ԳեՎ և հայտնաբերել ցանկալի մասնիկի գոյության նշանները։ մոտ 126 ԳեՎ զանգված։ Նույն ամսին LHC-ում փորձարկումների ժամանակ առաջին անգամ հայտարարվեց նոր մասնիկի հայտնաբերման մասին, որը Հիգսի բոզոնը չէր և ստացավ χb (3P) անվանումը։

2012 թվականի հուլիսի 4-ին CERN-ի ղեկավարությունը պաշտոնապես հայտարարեց մոտ 126 ԳեՎ զանգվածային գոտում 99,99995 տոկոս հավանականությամբ նոր մասնիկի հայտնաբերման մասին, որը, ըստ գիտնականների, ամենայն հավանականությամբ Հիգսի բոզոնն էր։ LHC-ում աշխատող երկու գիտական ​​համագործակցություններից մեկի ղեկավար Ջո Ինկանդելան այս արդյունքն անվանեց «գիտության այս ոլորտում վերջին 30-40 տարիների ամենամեծ դիտարկումներից մեկը», իսկ ինքը՝ Փիթեր Հիգսը, հայտարարեց մասնիկի հայտնաբերման մասին։ «Ֆիզիկայի դարաշրջանի ավարտը», , .

Ապագա նախագծեր

2013 թվականին CERN-ը նախատեսում է արդիականացնել LHC-ը՝ տեղադրելով ավելի հզոր դետեկտորներ և մեծացնելով բախիչի ընդհանուր հզորությունը։ Արդիականացման նախագիծը կոչվում է Super Large Hadron Collider (SLHC): Նախատեսվում է նաև կառուցել Միջազգային գծային կոլայդեր (ILC): Նրա խողովակը կունենա մի քանի տասնյակ կիլոմետր երկարություն, և այն պետք է լինի ավելի էժան, քան LHC-ը, քանի որ դրա դիզայնը չի պահանջում թանկարժեք գերհաղորդիչ մագնիսների օգտագործում: ILC-ը հավանաբար կկառուցվի Դուբնայում, ,.

Նաև, CERN-ի որոշ մասնագետներ և գիտնականներ ԱՄՆ-ից և Ճապոնիայից, առաջարկեցին LHC-ի ավարտից հետո սկսել աշխատանքը նոր Շատ մեծ հադրոնային կոլայդերի (VLHC) վրա:

Օգտագործված նյութեր

Քրիս Ուիքհեմ, Ռոբերտ Էվանս. «Դա բոզոն է»: Հիգսի որոնումը նոր մասնիկ է կրում: Reuters, 05.07.2012

Լյուսի Քրիստի, Մարի Նոել Բլեսիգ. Ֆիզիկա՝ decouverte de la «particule de Dieu»? - Agence France-Presse, 04.07.2012

Դենիս Օվերբայ. Ֆիզիկոսները գտել են անորսալի մասնիկ, որը համարվում է տիեզերքի բանալին: - The New York Times, 04.07.2012

Adlene Hicheur-ը դատապարտում է cinq ans de բանտը, մի՛ ավիրվիր: - Լ» Էքսպրես, 04.05.2012

Մասնիկների բախիչը մեծացնում է տիեզերքը ուսումնասիրելու ձգտումը: - Agence France-Presse, 06.04.2012

Ջոնաթան Ամոս. LHC-ն հայտնում է իր առաջին նոր մասնիկի հայտնաբերման մասին: - BBC News, 22.12.2011

Լեոնիդ Պոպով. Առաջին նոր մասնիկը որսացել է LHC-ում: - թաղանթ, 22.12.2011

Սթիվեն Շենկլենդ. CERN-ի ֆիզիկոսները Հիգսի բոզոնի ակնարկ են գտել: - CNET, 13.12.2011

Փոլ Ռինկոն. LHC. Հիգսի բոզոնը «կարող է ակնթարթորեն նկատվել»: - BBC News, 13.12.2011

Այո, մենք դա արեցինք: - CERN տեղեկագիր, 31.03.2010

Ռիչարդ Ուեբ. Ֆիզիկոսները պայքարում են LHC-ի առաջին արդյունքները հրապարակելու համար: - Նոր գիտնական, 21.12.2009

Մամլո հաղորդագրություն. Երկու շրջանառվող ճառագայթները բերում են առաջին բախումները LHC-ում: - CERN (cern.ch), 23.11.2009

Մասնիկները վերադարձել են LHC-ում: - CERN (cern.ch), 26.10.2009

Առաջին կապարի իոնները LHC-ում: - LHC ներարկման թեստեր (lhc-injection-test.web.cern.ch), 26.10.2009

Չարլզ Բրեմներ, Ադամ Սեյջ. Hadron Collider-ի ֆիզիկոս Ադլեն Հիչերը մեղադրվում է ահաբեկչության մեջ. - The Times, 13.10.2009

Դենիս Օվերբայ. Ֆրանսիացի հետաքննող գիտնականը պաշտոնական ահաբեկչության հետաքննության մեջ. - The New York Times, 13.10.2009

Ի՞նչ է մնացել գերհաղորդիչ սուպեր բախիչից: Ֆիզիկան այսօր, 06.10.2009

LHC-ն աշխատելու է 3,5 ՏէՎ-ով 2009-2010 թվականների սկզբի համար, իսկ ավելի ուշ: - CERN (cern.ch), 06.08.2009

LHC Փորձերի հանձնաժողով. - CERN (cern.ch), 30.06.2009