Ang balita ng eksperimento na isinasagawa sa Europe ay yumanig sa katahimikan ng publiko, na umakyat sa tuktok ng listahan ng mga tinalakay na paksa. Hadron Collider naiilawan sa lahat ng dako - sa TV, sa press at sa Internet. Ano ang masasabi natin, kung ang mga gumagamit ng LJ ay lumikha ng hiwalay na mga komunidad, kung saan daan-daang mga walang malasakit na tao ang aktibong nagpahayag ng kanilang mga pananaw sa bagong ideya ng agham. Ang "Delo" ay nag-aalok sa iyo ng 10 katotohanan na dapat mong malaman hadron collider.

Ang mahiwagang pang-agham na parirala ay tumigil na maging ganoon, sa sandaling malaman natin ang kahulugan ng bawat isa sa mga salita. Hadron- ang pangalan ng klase ng elementarya na mga particle. Collider- isang espesyal na accelerator, sa tulong kung saan posible na ilipat ang mataas na enerhiya sa elementarya na mga particle ng bagay at, na pinabilis sa pinakamataas na bilis, muling gawin ang kanilang banggaan sa bawat isa.

2. Bakit siya pinag-uusapan ng lahat?

Ayon sa mga siyentipiko mula sa European Center for Nuclear Research CERN, gagawing posible ng eksperimento na kopyahin sa miniature ang pagsabog na nagresulta sa pagbuo ng Uniberso bilyun-bilyong taon na ang nakalilipas. Gayunpaman, ang pinaka-nag-aalala ng publiko ay kung ano ang mga kahihinatnan ng isang maliit na pagsabog sa planeta kung mabibigo ang eksperimento. Ayon sa ilang mga siyentipiko, bilang resulta ng banggaan ng mga elementarya na particle na lumilipad sa ultrarelativistic na bilis sa magkasalungat na direksyon, ang mga microscopic black hole ay nabuo, pati na rin ang iba pang mga mapanganib na particle ay lilipad palabas. Ang pag-asa sa espesyal na radiation na humahantong sa pagsingaw ng mga black hole ay hindi partikular na katumbas ng halaga - walang pang-eksperimentong katibayan na ito ay gumagana. Kaya naman sa ganyan makabagong siyentipiko at ang kawalan ng tiwala ay lumitaw, na aktibong pinalakas ng mga nag-aalinlangan na siyentipiko.

3. Paano gumagana ang bagay na ito?

Ang mga elemento ng elementarya ay pinabilis sa iba't ibang mga orbit sa magkasalungat na direksyon, pagkatapos nito ay inilalagay sila sa isang orbit. Ang halaga ng masalimuot na aparato ay salamat dito, napag-aralan ng mga siyentipiko ang mga produkto ng banggaan ng mga elementarya na particle, na naitala ng mga espesyal na detektor sa anyo ng mga digital camera na may resolusyon na 150 megapixel, na may kakayahang kumuha ng 600 milyong mga frame bawat pangalawa.

4. Kailan ka nagkaroon ng ideya na gumawa ng collider?

Ang ideya ng pagtatayo ng kotse ay ipinanganak noong 1984, ngunit ang pagtatayo ng tunel ay nagsimula lamang noong 2001. Ang accelerator ay matatagpuan sa parehong tunel kung saan ang dating accelerator, ang Large Electron-Positron Collider, ay matatagpuan. Ang 26.7-kilometrong singsing ay inilatag sa lalim na humigit-kumulang isang daang metro sa ilalim ng lupa sa France at Switzerland. Noong Setyembre 10, ang unang proton beam ay inilunsad sa accelerator. Ilulunsad ang pangalawang bundle sa susunod na mga araw.

5. Magkano ang gastos sa pagtatayo?

Daan-daang mga siyentipiko mula sa buong mundo, kabilang ang Russian, ang nakibahagi sa pagbuo ng proyekto. Ang gastos nito ay tinatantya sa $ 10 bilyon, kung saan ang Estados Unidos ay namuhunan ng $ 531 milyon sa pagtatayo ng hadron collider.

6. Anong kontribusyon ang ginawa ng Ukraine sa paglikha ng accelerator?

Ang mga siyentipiko ng Ukrainian Institute of Theoretical Physics ay direktang bahagi sa pagtatayo ng Hadron Collider. Nakabuo sila ng internal tracking system (ITS) lalo na para sa pananaliksik. Siya ang puso ni "Alice" - bahagi nakabangga kung saan dapat mangyari ang miniature na "big bang". Malinaw, hindi ang hindi bababa sa mahalagang bahagi ng kotse. Ang Ukraine ay dapat taun-taon na magbayad ng 200 libong hryvnia para sa karapatang lumahok sa proyekto. Ito ay 500-1000 beses na mas mababa kaysa sa mga kontribusyon sa proyekto ng ibang mga bansa.

7. Kailan maghihintay para sa katapusan ng mundo?

Ang unang eksperimento sa banggaan ng mga sinag ng elementarya na mga particle ay naka-iskedyul para sa Oktubre 21. Hanggang sa panahong iyon, plano ng mga siyentipiko na pabilisin ang mga particle sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag. Ayon sa teorya ng pangkalahatang relativity ni Einstein, hindi tayo nasa panganib ng mga black hole. Gayunpaman, kung ang mga teorya na may karagdagang spatial na sukat magiging tama, wala na tayong maraming oras na natitira upang magkaroon ng oras upang malutas ang lahat ng ating mga katanungan sa planetang Earth.

8. Bakit nakakatakot ang mga black hole?

Black hole- isang lugar sa space-time, ang puwersa ng gravitational attraction na napakalakas na kahit na ang mga bagay na gumagalaw sa bilis ng liwanag ay hindi makaalis dito. Ang pagkakaroon ng mga black hole ay kinumpirma ng mga solusyon ng mga equation ni Einstein. Sa kabila ng katotohanan, marami na ang nag-iisip kung paano nabuo ang isang black hole sa Europa, lumalawak, ay lalamunin ang buong planeta, hindi na kailangang magpatunog ng alarma. Mga itim na butas, na, ayon sa ilang mga teorya, ay maaaring lumitaw kapag nagtatrabaho nakabangga, ayon sa lahat ng parehong mga teorya, ay iiral para sa isang maikling yugto ng panahon na sila ay hindi magkakaroon ng oras upang simulan ang proseso ng pagsipsip ng bagay. Ayon sa ilang mga siyentipiko, hindi na sila magkakaroon ng oras upang lumipad sa mga dingding ng collider.

9. Paano magiging kapaki-pakinabang ang pananaliksik?

Bilang karagdagan sa katotohanan na ang data ng pananaliksik ay isa pang hindi kapani-paniwalang tagumpay na pang-agham na magpapahintulot sa sangkatauhan na malaman ang komposisyon ng mga elementong elementarya, hindi lamang ito ang pakinabang kung saan ang sangkatauhan ay nagsagawa ng ganoong panganib. Marahil sa malapit na hinaharap ay makikita natin ang mga dinosaur gamit ang ating sariling mga mata at talakayin ang pinakamabisang diskarte sa militar kasama si Napoleon. Naniniwala ang mga siyentipikong Ruso na bilang resulta ng eksperimento, ang sangkatauhan ay makakalikha ng isang time machine.

10. Paano magbigay ng impresyon ng isang taong marunong sa siyensya gamit ang Hadron Collider?

At sa wakas, kung ang isang tao, na armado ng sagot nang maaga, ay nagtanong sa iyo kung ano ang Hadron Collider, iminumungkahi namin sa iyo karapat-dapat na opsyon isang sagot na maaaring ikagulat ng sinuman. Kaya, i-fasten ang iyong mga seat belt! Ang Hadron Collider ay isang sisingilin na particle accelerator na idinisenyo upang pabilisin ang mga proton at mabibigat na ion sa mga nagbabanggaan na beam. Itinayo sa Research Center ng European Council for Nuclear Research, ito ay isang 27-kilometrong tunel na nakabaon sa lalim na 100 metro. Dahil sa ang katunayan na ang mga proton ay may elektrikal na sisingilin, ang isang ultrarelativistic na proton ay bumubuo ng isang ulap ng halos totoong mga photon na lumilipad malapit sa proton. Ang flux na ito ng mga photon ay nagiging mas malakas sa rehimen ng nuclear collisions, dahil sa malaki singil ng kuryente mga butil. Maaari silang bumangga sa parehong paparating na proton, na nagdudulot ng mga tipikal na banggaan ng photon-hadron, at sa bawat isa. Natatakot ang mga siyentipiko na bilang resulta ng eksperimento, maaaring mabuo ang mga space-time na "tunnels" sa kalawakan, na isang typological feature ng space-time. Bilang resulta ng eksperimento, ang pagkakaroon ng supersymmetry ay maaari ding patunayan, na, samakatuwid, ay magiging isang hindi direktang kumpirmasyon ng katotohanan ng superstring theory.

(o tangke) ay kasalukuyang pinakamalaki at pinakamakapangyarihang particle accelerator sa mundo. Ang colossus na ito ay inilunsad noong 2008, ngunit sa loob ng mahabang panahon ay nagtrabaho sa mga pinababang kapasidad. Alamin natin kung ano ito at kung bakit kailangan natin ng Large Hadron Collider.

Kasaysayan, mito at katotohanan

Ang ideya ng paglikha ng isang collider ay inihayag noong 1984. At ang proyekto mismo para sa pagtatayo ng collider ay naaprubahan at pinagtibay na noong 1995. Ang pag-unlad ay kabilang sa European Center for Nuclear Research (CERN). Sa pangkalahatan, ang paglulunsad ng collider ay nakakaakit ng maraming pansin hindi lamang ng mga siyentipiko, kundi pati na rin ordinaryong mga tao mula sa buong mundo. Napag-usapan namin ang tungkol sa lahat ng uri ng takot at kakila-kilabot na nauugnay sa paglulunsad ng collider.

Gayunpaman, kahit na ngayon, ito ay lubos na posible na ang isang tao ay naghihintay para sa isang pahayag na nauugnay sa gawain ng LHC at nag-crack sa pag-iisip kung ano ang mangyayari kung ang Large Hadron Collider ay sumabog. Bagaman, una sa lahat, ang lahat ay natatakot sa isang itim na butas, na, sa una ay mikroskopiko, ay lalago at ligtas na sumisipsip muna sa collider mismo, at pagkatapos ay ang Switzerland at ang iba pang bahagi ng mundo. Ang annihilation catastrophe ay nagdulot din ng matinding takot. Nagdemanda pa nga ang isang grupo ng mga siyentipiko, sinusubukang ihinto ang pagtatayo. Sinabi ng pahayag na ang mga kumpol ng antimatter na maaaring gawin sa collider ay magsisimulang mapuksa kasama ng materya, magsisimula ang isang chain reaction at ang buong uniberso ay mawawasak. Tulad ng sinabi ng sikat na karakter mula sa Back to the Future:

Siyempre, ang buong uniberso ay nasa pinakamasamang sitwasyon. Sa pinakamainam nito, tanging ang ating kalawakan. Dr. Emet Brown.

Ngayon subukan nating maunawaan kung bakit ito ay hadronic? Ang katotohanan ay na ito ay gumagana sa hadrons, mas tiyak, ito accelerates, accelerates at collides hadrons.

Mga Hadron- isang klase ng elementarya na mga particle na napapailalim sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ang mga hadron ay gawa sa mga quark.

Ang mga Hadron ay nahahati sa mga baryon at meson. Para mas madali, sabihin natin na halos lahat ng bagay na kilala natin ay binubuo ng mga baryon. Pasimplehin pa natin at sabihin na ang mga baryon ay mga nucleon (mga proton at neutron na bumubuo sa isang atomic nucleus).

Paano gumagana ang Large Hadron Collider

Ang sukat ay napaka-kahanga-hanga. Ang collider ay isang ring tunnel na nakabaon sa lalim na isang daang metro. Ang LHC ay 26,659 metro ang haba. Ang mga proton, na pinabilis sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag, ay lumilipad sa isang bilog sa ilalim ng lupa sa pamamagitan ng teritoryo ng France at Switzerland. Upang maging tumpak, ang lalim ng lagusan ay nasa saklaw mula 50 hanggang 175 metro. Para sa pagtutok at pagkulong sa mga sinag ng mga lumilipad na proton, ginagamit ang mga superconducting magnet, ang kanilang Kabuuang haba ay humigit-kumulang 22 kilometro, at gumagana ang mga ito sa temperatura na -271 degrees Celsius.

Kasama sa collider ang 4 na higanteng detector: ATLAS, CMS, ALICE at LHCb. Bilang karagdagan sa mga pangunahing malalaking detektor, mayroon ding mga pantulong. Ang mga detektor ay idinisenyo upang itala ang mga resulta ng mga banggaan ng butil. Iyon ay, pagkatapos magbanggaan ang dalawang proton sa halos liwanag na bilis, walang nakakaalam kung ano ang aasahan. Upang "makita" kung ano ang nangyari, kung saan ito tumalbog at kung gaano kalayo ito lumipad, at may mga detector na pinalamanan ng lahat ng uri ng mga sensor.

Mga resulta ng operasyon ng Large Hadron Collider.

Bakit kailangan mo ng collider? Tiyak na hindi upang sirain ang Earth. Ano ang punto ng nagbabanggaan na mga particle? Ang katotohanan ay mayroong maraming mga hindi nasagot na mga katanungan sa modernong pisika, at ang pag-aaral ng mundo sa tulong ng pinabilis na mga particle ay maaaring literal tumuklas ng isang bagong layer ng katotohanan, maunawaan ang istraktura ng mundo, at marahil ay sagutin ang pangunahing tanong na "ang kahulugan ng buhay, ang Uniberso at sa pangkalahatan."

Anong mga natuklasan ang nagawa na sa LHC? Ang pinakasikat ay ang pagtuklas Higgs boson(maglalaan kami ng isang hiwalay na artikulo dito). Bilang karagdagan, binuksan 5 bagong particle, unang data ng banggaan na nakuha sa record energies, ang kawalan ng kawalaan ng simetrya ng mga proton at antiproton ay ipinapakita, natagpuan ang mga hindi pangkaraniwang ugnayan ng proton... Ang listahan ay nagpapatuloy. Ngunit hindi natagpuan ang mga mikroskopikong black hole na kinatatakutan ng mga maybahay.

At ito sa kabila ng katotohanan na ang collider ay hindi pa napabilis sa pinakamataas na lakas nito. Ngayon ang pinakamataas na enerhiya ng LHC ay 13 TeV(tera electron-volt). Gayunpaman, pagkatapos ng tamang paghahanda, ang mga proton ay binalak na mapabilis 14 TeV... Para sa paghahambing, sa LHC predecessor accelerators, ang pinakamataas na enerhiya na nakuha ay hindi lalampas 1 TeV... Ito ay kung paano mapabilis ng American accelerator na Tevatron mula sa estado ng Illinois ang mga particle. Ang enerhiya na nakamit sa collider ay malayo sa pinakamalaking sa mundo. Kaya, ang enerhiya ng mga cosmic ray na naitala sa Earth ay lumampas sa enerhiya ng isang particle na pinabilis sa isang collider ng isang bilyong beses! Kaya, ang panganib ng Large Hadron Collider ay minimal. Malamang na pagkatapos matanggap ang lahat ng mga sagot sa tulong ng LHC, ang sangkatauhan ay kailangang bumuo ng isa pang mas malakas na collider.

Mga kaibigan, mahalin ang agham, at tiyak na mamahalin ka nito! At madali silang matutulungan kang umibig sa agham. Humingi ng tulong at gawing masaya ang pag-aaral!

Ito ay ang paghahanap ng mga paraan upang pag-isahin ang dalawang pangunahing teorya - pangkalahatang relativity (tungkol sa teorya ng gravitational) at karaniwang modelo (standard na modelo na pinagsasama ang tatlong pangunahing pisikal na pakikipag-ugnayan - electromagnetic, malakas at mahina). Ang paghahanap ng solusyon bago ang paglikha ng LHC ay nahadlangan ng mga kahirapan sa paglikha ng teorya ng quantum gravity.

Ang pagbuo ng hypothesis na ito ay nagsasangkot ng kumbinasyon ng dalawang pisikal na teorya - quantum mechanics at pangkalahatang relativity.

Para dito, maraming tanyag at kinakailangan sa modernong mga diskarte ang ginamit nang sabay-sabay - teorya ng string, teorya ng brane, teorya ng supergravity, at gayundin ang teorya ng quantum gravity. Bago gumawa ng collider ang pangunahing problema ang pagsasagawa ng mga kinakailangang eksperimento ay ang kakulangan ng enerhiya na hindi makakamit sa iba pang modernong particle accelerators.

Binigyan ng Geneva LHC ang mga siyentipiko ng pagkakataon na magsagawa ng mga dati nang hindi magagawang mga eksperimento. Ito ay pinaniniwalaan na sa malapit na hinaharap maraming mga pisikal na teorya ang makumpirma o mapabulaanan sa tulong ng aparato. Ang isa sa mga pinaka-problema ay ang supersymmetry, o teorya ng string, na sa mahabang panahon ay hinati ang pisikal sa dalawang kampo - "mga stringer" at ang kanilang mga karibal.

Iba pang mga pangunahing eksperimento na isinagawa sa balangkas ng LHC

Kawili-wili at pananaliksik ng mga siyentipiko sa larangan ng pag-aaral sa itaas, na siyang pinakamaraming quark at pinakamabigat (173.1 ± 1.3 GeV / c²) sa lahat ng kasalukuyang kilalang elementarya na mga particle.

Dahil sa pag-aari na ito, at bago ang paglikha ng LHC, ang mga siyentipiko ay maaari lamang mag-obserba ng mga quark sa Tevatron accelerator, dahil ang ibang mga aparato ay walang sapat na lakas at enerhiya. Sa turn, ang teorya ng quark ay mahalagang elemento ang kahindik-hindik na Higgs boson hypothesis.

Lahat ng siyentipikong pananaliksik sa paglikha at pag-aaral ng mga katangian ng mga quark, ginawa ng mga siyentipiko sa top-quark-antiquark steam sa LHC.

Ang isang mahalagang layunin ng proyekto ng Geneva ay din ang proseso ng pag-aaral ng mekanismo ng electroweak symmetry, na nauugnay din sa eksperimentong patunay ng pagkakaroon ng Higgs boson. Upang tukuyin ang problema nang mas tiyak, ang paksa ng pag-aaral ay hindi ang boson mismo bilang ang mekanismo ng electroweak interaction symmetry breaking na hinulaan ni Peter Higgs.

Sa balangkas ng LHC, ang mga eksperimento ay isinasagawa din upang maghanap ng supersymmetry - at ang nais na resulta ay ang teorya na ang anumang elementarya ay palaging sinasamahan ng isang mas mabigat na kasosyo, at ang pagpapabulaanan nito.

Ang pariralang "Large Hadron Collider" ay napakalalim na nakabaon sa mass media na ang napakalaking karamihan ng mga tao ay alam ang tungkol sa pag-install na ito, kabilang ang mga aktibidad na hindi konektado sa pisika ng elementarya, at sa agham sa pangkalahatan.

Sa katunayan, ang gayong malakihan at mamahaling proyekto ay hindi maaaring balewalain ng media - isang pag-install ng singsing na halos 27 kilometro ang haba, sa halagang sampu-sampung bilyong dolyar, kung saan nagtatrabaho ang ilang libong mananaliksik mula sa buong mundo. Ang isang makabuluhang kontribusyon sa katanyagan ng collider ay ginawa ng tinatawag na "particle of God" o ang Higgs boson, na matagumpay na na-advertise, at kung saan natanggap ni Peter Higgs premyong nobela sa pisika noong 2013.

Una sa lahat, dapat tandaan na ang Large Hadron Collider ay hindi itinayo mula sa simula, ngunit lumitaw sa site ng hinalinhan nito, ang Large Electron-Positron Collider (LEP). Ang trabaho sa 27-milya na tunnel ay nagsimula noong 1983, kung saan sa kalaunan ay binalak na maghanap ng isang accelerator na makakabangga ng mga electron at positron. Noong 1988, nagsara ang ring tunnel, habang ang mga manggagawa ay lumapit sa tunnel nang maingat na ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang dulo ng tunnel ay 1 sentimetro lamang.

Ang accelerator ay gumana hanggang sa katapusan ng 2000, nang maabot nito ang rurok nito - isang enerhiya na 209 GeV. Pagkatapos nito, nagsimula ang pagbuwag nito. Sa loob ng labing-isang taon ng gawain nito, ang LEP ay nagdala ng ilang mga pagtuklas sa pisika, kabilang ang pagtuklas ng W at Z boson at ang kanilang karagdagang pananaliksik. Batay sa mga resulta ng mga pag-aaral na ito, ang isang konklusyon ay ginawa tungkol sa pagkakapareho ng mga mekanismo ng electromagnetic at mahina na pakikipag-ugnayan, bilang isang resulta kung saan nagsimula ang teoretikal na gawain sa pagsasama-sama ng mga pakikipag-ugnayan na ito sa electroweak.

Noong 2001, nagsimula ang pagtatayo ng Large Hadron Collider sa site ng electron-positron accelerator. Ang pagtatayo ng bagong accelerator ay natapos sa katapusan ng 2007. Ito ay matatagpuan sa site ng LEP - sa hangganan sa pagitan ng France at Switzerland, sa lambak ng Lake Geneva (15 km mula sa Geneva), sa lalim na isang daang metro. Noong Agosto 2008, nagsimula ang mga pagsubok ng collider, at noong Setyembre 10 ang opisyal na paglulunsad ng LHC ay naganap. Tulad ng nakaraang accelerator, ang pagtatayo at pagpapatakbo ng pasilidad ay pinamumunuan ng European Organization for Nuclear Research - CERN.

CERN

Sa madaling salita, nararapat na banggitin ang organisasyong CERN (Conseil Européenne pour la Recherche Nucléaire). Ang organisasyong ito ay kumikilos bilang pinakamalaking laboratoryo sa mundo sa larangan ng pisika mataas na enerhiya... Kabilang dito ang tatlong libong permanenteng empleyado, at ilang libong higit pang mga mananaliksik at siyentipiko mula sa 80 bansa ang nakikibahagi sa mga proyekto ng CERN.

Sa ngayon, ang mga kalahok sa proyekto ay 22 bansa: Belgium, Denmark, France, Germany, Greece, Italy, Netherlands, Norway, Sweden, Switzerland, UK - founders, Austria, Spain, Portugal, Finland, Poland, Hungary, Czech Republic, Ang Slovakia, Bulgaria at Romania ay pumayag. Gayunpaman, tulad ng nabanggit sa itaas, ilang dosenang higit pang mga bansa ang nakikibahagi sa isang paraan o iba pa sa gawain ng organisasyon, at partikular sa Large Hadron Collider.

Paano gumagana ang Large Hadron Collider?

Ano ang Large Hadron Collider at kung paano ito gumagana ang mga pangunahing katanungan na interesado sa publiko. Isaalang-alang pa natin ang mga isyung ito.

Collider (collider) - isinalin mula sa English ay nangangahulugang "the one who collider." Ang gawain ng naturang pag-install ay ang banggaan ng mga particle. Sa kaso ng isang hadronma collider, ang papel ng mga particle ay ginagampanan ng mga hadron - mga particle na nakikilahok sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ito ang mga proton.

Pagkuha ng mga proton

Ang mahabang landas ng mga proton ay nagmula sa duoplasmatron - ang unang yugto ng accelerator, kung saan pumapasok ang hydrogen sa anyo ng gas. Ang duoplasmatron ay isang discharge chamber kung saan ang isang electric discharge ay isinasagawa sa pamamagitan ng gas. Kaya ang hydrogen, na binubuo lamang ng isang elektron at isang proton, ay nawawala ang elektron nito. Kaya, nabuo ang plasma - isang sangkap na binubuo ng mga sisingilin na particle - mga proton. Siyempre, mahirap makakuha ng purong proton plasma, samakatuwid, ang nabuong plasma, na kinabibilangan din ng isang ulap ng mga molekular na ion at mga electron, ay sinasala upang paghiwalayin ang isang ulap ng mga proton. Sa ilalim ng impluwensya ng mga magnet, ang proton plasma ay sinag sa isang sinag.

Preliminary particle acceleration

Ang bagong nabuong proton beam ay nagsisimula sa paglalakbay nito sa LINAC 2 linear accelerator, na isang 30-meter ring na sunud-sunod na nakabitin na may ilang guwang na cylindrical electrodes (conductors). Ang electrostatic field na nabuo sa loob ng accelerator ay nagtapos sa paraang ang mga particle sa pagitan ng mga hollow cylinder ay palaging nakakaranas ng accelerating force sa direksyon ng susunod na electrode. Nang walang ganap na pagpunta sa mekanismo ng acceleration ng mga proton sa yugtong ito, napapansin lamang namin na sa paglabas mula sa LINAC 2, ang mga physicist ay tumatanggap ng isang sinag ng mga proton na may enerhiya na 50 MeV, na umabot na sa 31% ng bilis ng liwanag. Kapansin-pansin na sa kasong ito ang masa ng mga particle ay tumataas ng 5%.

Sa pamamagitan ng 2019-2020, pinaplanong palitan ang LINAC 2 ng LINAC 4, na magpapabilis ng mga proton sa 160 MeV.

Kapansin-pansin na ang mga lead ions ay pinabilis din sa collider, na gagawing posible na pag-aralan ang quark-gluon plasma. Ang mga ito ay pinabilis sa isang LINAC 3 ring, katulad ng LINAC 2. Ang mga eksperimento sa argon at xenon ay pinlano din sa hinaharap.

Susunod, ang mga packet ng proton ay pumasok sa proton-synchronous booster (PSB). Binubuo ito ng apat na superimposed na singsing na may diameter na 50 metro, kung saan matatagpuan ang mga electromagnetic resonator. Ang electromagnetic field na nilikha ng mga ito ay may mataas na intensity, at ang particle na dumadaan dito ay tumatanggap ng acceleration bilang resulta ng potensyal na pagkakaiba ng field. Kaya pagkatapos lamang ng 1.2 segundo, ang mga particle ay bumibilis sa PSB sa 91% ng bilis ng liwanag at umabot sa isang enerhiya na 1.4 GeV, pagkatapos ay pumasok sila sa proton synchrotron (PS). Ang PS ay may diameter na 628 metro at nilagyan ng 27 magnet na gumagabay sa particle beam sa isang pabilog na orbit. Dito ang mga proton ay umabot sa 26 na mga particle ng GeV.

Ang penultimate ring para sa pagpapabilis ng mga proton ay ang Superproton Synchrotron (SPS), na may circumference na 7 kilometro. Nilagyan ng 1,317 magnet, ang SPS ay nagpapabilis ng mga particle sa isang enerhiya na 450 GeV. Pagkatapos ng halos 20 minuto, ang proton beam ay tumama sa pangunahing singsing - ang Large Hadron Collider (LHC).

Pagpapabilis at pagbangga ng mga particle sa LHC

Ang mga paglipat sa pagitan ng mga singsing ng mga accelerator ay nangyayari sa pamamagitan ng mga electromagnetic field na nilikha ng mga makapangyarihang magnet. Ang pangunahing singsing ng collidero ay binubuo ng dalawang parallel na linya kung saan ang mga particle ay gumagalaw sa isang annular orbit sa tapat na direksyon. Humigit-kumulang 10,000 magnet ang may pananagutan sa pagpapanatili ng pabilog na trajectory ng mga particle at pagdidirekta sa kanila sa mga punto ng banggaan, na ang ilan ay tumitimbang ng hanggang 27 tonelada. Upang maiwasan ang sobrang pag-init ng mga magnet, isang helium-4 circuit ang ginagamit, kung saan humigit-kumulang 96 tonelada ng bagay ang dumadaloy sa temperatura na -271.25 ° C (1.9 K). Ang mga proton ay umabot sa isang enerhiya na 6.5 TeV (iyon ay, ang enerhiya ng banggaan ay 13 TeV), habang ang kanilang bilis ay 11 km / h mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag. Kaya, ang proton beam ay dumadaan sa malaking collider ring ng 11,000 beses bawat segundo. Bago mangyari ang banggaan ng mga particle, iikot sila sa paligid ng singsing sa loob ng 5 hanggang 24 na oras.

Ang banggaan ng mga particle ay nangyayari sa apat na punto ng pangunahing LHC ring, kung saan matatagpuan ang apat na detector: ATLAS, CMS, ALICE at LHCb.

Malaking Hadron Collider detector

ATLAS (Isang Toroidal LHC ApparatuS)

- ay isa sa dalawang detector Pangkalahatang layunin sa Large Hadron Collider (LHC). Nag-explore siya ng malawak na hanay ng physics, mula sa paghahanap ng Higgs boson hanggang sa mga particle na maaaring bumubuo madilim na bagay... Bagama't mayroon itong parehong mga layuning pang-agham gaya ng eksperimento sa CMS, iba ang ginagamit ng ATLAS mga teknikal na solusyon at iba pang disenyo ng magnetic system.

Ang mga particle beam mula sa LHC ay bumangga sa gitna ng ATLAS detector, na lumilikha ng mga nagbabanggaan na mga labi sa anyo ng mga bagong particle na ibinubuga mula sa punto ng banggaan sa lahat ng direksyon. Anim na magkakaibang mga pag-detect na subsystem, na matatagpuan sa mga layer sa paligid ng collision point, ay nagtatala ng mga landas, momentum at enerhiya ng mga particle, na nagpapahintulot sa mga ito na indibidwal na makilala. Ang isang malaking sistema ng mga magnet ay yumuko sa mga landas ng mga sisingilin na particle upang ang kanilang momenta ay masusukat.

Ang mga pakikipag-ugnayan sa ATLAS detector ay lumikha ng isang malaking stream ng data. Para iproseso ang data na ito, gumagamit ang ATLAS ng advanced na "trigger" system para sabihin sa detector kung aling mga kaganapan ang ire-record at kung alin ang hindi dapat pansinin. Pagkatapos, para pag-aralan ang mga naitalang kaganapan sa banggaan, gamitin kumplikadong mga sistema pangongolekta at pagkalkula ng datos.

Ang detektor ay 46 metro ang taas at 25 metro ang lapad at tumitimbang ng 7,000 tonelada. Ginagawa ng mga parameter na ito ang ATLAS na pinakamalaking particle detector na ginawa. Ito ay matatagpuan sa isang tunnel sa lalim na 100 m malapit sa pangunahing pasilidad ng CERN, malapit sa nayon ng Meirin sa Switzerland. Ang pag-install ay binubuo ng 4 na pangunahing bahagi:

• Ang panloob na detektor ay may cylindrical na hugis, ang panloob na singsing ay ilang sentimetro lamang mula sa axis ng dumadaang particle beam, habang ang panlabas na singsing ay 2.1 metro ang lapad at 6.2 metro ang haba. Ito ay binubuo ng tatlo iba't ibang sistema mga sensor na nakalubog sa isang magnetic field. Sinusukat ng isang panloob na detektor ang direksyon, momentum, at singil ng mga particle na may elektrikal na sisingilin na ginawa sa bawat banggaan ng proton-proton. Ang mga pangunahing elemento ng internal detector ay: Pixel Detector, Semi-Conductor Tracker (SCT) at Transition radiation tracker (TRT).

• Sinusukat ng mga calorimeter ang enerhiya na nawawala ng isang particle habang dumadaan ito sa isang detektor. Ito ay sumisipsip ng mga particle na nagmumula sa banggaan, sa gayon ay inaayos ang kanilang enerhiya. Ang mga calorimeter ay binubuo ng mga layer ng "sumisipsip" na materyal na may mataas na density- lead, alternating na may mga layer ng "aktibong daluyan" - likido argon. Ang mga electromagnetic calorimeter ay sumusukat sa enerhiya ng mga electron at photon kapag nakikipag-ugnayan sa bagay. Sinusukat ng mga calorimeter ng Hadron ang enerhiya ng mga hadron na nakikipag-ugnayan sa atomic nuclei. Maaaring ihinto ng mga calorimeter ang karamihan sa mga kilalang particle, maliban sa mga muon at neutrino.

LAr (Liquid Argon Calorimeter) - ATLAS calorimeter

• Muon Spectrometer - Binubuo ng 4,000 indibidwal na silid ng muon na gumagamit ng apat na magkakaibang teknolohiya upang makilala ang mga muon at sukatin ang kanilang momenta. Ang mga muon ay karaniwang dumadaan sa isang panloob na detektor at calorimeter, at samakatuwid ang isang muon spectrometer ay kinakailangan.

• Binabaluktot ng magnetic system ng ATLAS ang mga particle sa iba't ibang layer ng detector system, na ginagawang mas madaling subaybayan ang mga particle track.

Ang eksperimento ng ATLAS (Pebrero 2012) ay gumagamit ng mahigit 3,000 siyentipiko mula sa 174 na institusyon sa 38 bansa.

CMS (Compact Muon Solenoid)

- ay isang general purpose detector sa Large Hadron Collider (LHC). Tulad ng ATLAS, mayroon itong malawak na programa sa pisika, mula sa pag-aaral ng Standard Model (kabilang ang Higgs boson) hanggang sa paghahanap ng mga particle na maaaring bumubuo ng dark matter. Bagama't mayroon itong parehong mga layuning pang-agham gaya ng eksperimento sa ATLAS, gumagamit ang CMS ng iba't ibang teknikal na solusyon at ibang disenyo ng magnetic system.

Ang CMS detector ay binuo sa paligid ng isang malaking solenoid magnet. Ito ay isang cylindrical coil ng superconducting cable na bumubuo ng isang field ng 4 Tesla, humigit-kumulang 100,000 beses ang magnetic field ng Earth. Ang patlang ay nakatali sa isang bakal na "pamatok", na siyang pinaka-napakalaking bahagi ng detektor, na tumitimbang ng 14,000 tonelada. Ang kumpletong detector ay 21 m ang haba, 15 m ang lapad at 15 m ang taas. Ang pag-install ay binubuo ng 4 na pangunahing bahagi:

• Ang solenoid magnet ay ang pinakamalaking magnet sa mundo, na nagsisilbing baluktot sa trajectory ng mga sisingilin na particle na ibinubuga mula sa punto ng banggaan. Ang pagbaluktot ng trajectory ay nagpapahintulot sa iyo na makilala ang pagitan ng positibo at negatibong sisingilin na mga particle (dahil sila ay yumuko sa magkasalungat na direksyon), pati na rin ang pagsukat ng momentum, ang magnitude nito ay nakasalalay sa curvature ng trajectory. Ang malaking sukat ng solenoid ay nagpapahintulot sa tracker at mga calorimeter na maiposisyon sa loob ng coil.
• Silicon Tracker - Binubuo ng 75 milyong indibidwal na electronic sensor na nakaayos sa mga concentric na layer. Kapag ang isang sisingilin na particle ay lumipad sa mga layer ng tracker, inililipat nito ang bahagi ng enerhiya sa bawat layer, ang kumbinasyon ng mga puntong ito ng banggaan ng particle na may iba't ibang mga layer ay nagbibigay-daan sa iyo upang higit pang matukoy ang tilapon nito.
• Calorimeters - electronic at hadronic, tingnan ang ATLAS calorimeters.
• Mga sub-detector - payagan ang pag-detect ng mga muon. Ang mga ito ay kinakatawan ng 1,400 muon chambers, na matatagpuan sa mga layer sa labas ng coil, alternating na may metal plates ng "hamut".

Ang Experiment CMS ay isa sa pinakamalaking internasyonal siyentipikong pananaliksik sa isang kuwentong kinasasangkutan ng 4,300 katao: mga particle physicist, mga inhinyero at technician, mga mag-aaral at mga kawani ng suporta mula sa 182 institute, 42 na bansa (Pebrero 2014).

ALICE (Isang Large Ion Collider Experiment)

- ay isang heavy ion detector sa mga singsing ng Large Hadron Collider (LHC). Ito ay nilayon na pag-aralan ang pisika ng malakas na pakikipag-ugnayan ng bagay sa matinding densidad ng enerhiya, kung saan nabuo ang isang yugto ng bagay na tinatawag na quark-gluon plasma.

Ang lahat ng ordinaryong bagay sa uniberso ngayon ay binubuo ng mga atomo. Ang bawat atom ay naglalaman ng isang nucleus na binubuo ng mga proton at neutron (maliban sa hydrogen, na walang mga neutron), na napapalibutan ng isang ulap ng mga electron. Ang mga proton at neutron, naman, ay binubuo ng mga quark na nakagapos kasama ng iba pang mga particle na tinatawag na gluon. Wala pang quark na naobserbahan sa paghihiwalay: ang mga quark pati na rin ang mga gluon ay tila permanenteng nagbubuklod at nakakulong sa loob ng mga compound particle tulad ng mga proton at neutron. Ito ay tinatawag na pagkakulong.

Ang mga banggaan sa LHC ay lumilikha ng mga temperatura na higit sa 100,000 beses na mas mainit kaysa sa gitna ng Araw. Ang collider ay nagbibigay ng mga banggaan sa pagitan ng mga lead ions, na ginagaya ang mga kondisyon na katulad ng mga naganap kaagad pagkatapos ng Big Bang. Sa matinding mga kondisyong ito, ang mga proton at neutron ay "natutunaw", na nagpapalaya sa mga quark mula sa kanilang mga bono sa mga gluon. Ito ang quark-gluon plasma.

Gumagamit ang eksperimento ng ALICE ng ALICE detector na tumitimbang ng 10,000 tonelada, 26 m ang haba, 16 m ang taas at 16 m ang lapad. Binubuo ang device ng tatlong pangunahing hanay ng mga bahagi: mga tracking device, calorimeter, at particle identification detector. Nahahati din ito sa 18 modules. Ang detector ay matatagpuan sa isang tunnel sa lalim na 56 m sa ibaba, malapit sa nayon ng Saint-Denis-Pouilly sa France.

Ang eksperimento ay gumagamit ng higit sa 1,000 mga siyentipiko mula sa higit sa 100 mga institusyon ng pisika sa 30 mga bansa.

LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment)

- Bilang bahagi ng eksperimento, ang isang pag-aaral ng maliliit na pagkakaiba sa pagitan ng matter at antimatter ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-aaral ng isang uri ng particle na tinatawag na "beauty quark" o "b-quark".

Sa halip na palibutan ang buong punto ng banggaan ng isang nakapaloob na detektor tulad ng ATLAS at CMS, ang eksperimento ng LHCb ay gumagamit ng isang serye ng mga subdetector upang matukoy ang karamihan sa mga pasulong na particle — yaong mga nakadirekta pasulong bilang resulta ng isang banggaan sa parehong direksyon. Ang unang subdetector ay naka-install malapit sa punto ng banggaan, at ang natitira - isa-isa sa layo na 20 metro.

LHC ay lumilikha ng malaking kasaganaan iba't ibang uri quark bago sila mabilis na mabulok sa ibang anyo. Upang makuha ang mga b-quark, ang mga sopistikadong gumagalaw na tracking detector ay binuo para sa LHCb, na matatagpuan malapit sa paggalaw ng particle beam sa pamamagitan ng collider.

Ang 5600 toneladang LHCb detector ay binubuo ng isang direktang spectrometer at mga flat detector. Ito ay 21 metro ang haba, 10 metro ang taas at 13 metro ang lapad, at 100 metro sa ilalim ng lupa. Humigit-kumulang 700 siyentipiko mula sa 66 na magkakaibang instituto at unibersidad ang kasangkot sa eksperimento sa LHCb (Oktubre 2013).

Iba pang mga eksperimento sa collider

Bilang karagdagan sa mga eksperimento sa itaas sa Large Hadron Collider, mayroong dalawang iba pang mga eksperimento na may mga pag-install:

• LHCf (Large Hadron Collider forward)- pag-aaral ng mga particle na itinapon pasulong pagkatapos ng banggaan ng mga particle beam. Ginagaya nila ang mga cosmic ray, na pinag-aaralan ng mga siyentipiko bilang bahagi ng isang eksperimento. Ang mga cosmic ray ay mga natural na nagaganap na sisingilin na mga particle mula sa kalawakan na patuloy na binomba ang atmospera ng mundo. Bumangga sila sa nuclei sa itaas na atmospera, na nagiging sanhi ng kaskad ng mga particle na umabot sa antas ng lupa. Ang pag-aaral kung paano nagdudulot ang mga banggaan sa loob ng LHC ng mga katulad na particle cascades ay makakatulong sa mga physicist na bigyang-kahulugan at i-calibrate ang malakihang mga eksperimento sa cosmic ray na maaaring umabot ng libu-libong kilometro.

Ang LHCf ay binubuo ng dalawang detektor, na matatagpuan sa kahabaan ng LHC, sa layong 140 metro sa magkabilang panig ng punto ng banggaan ng ATLAS. Ang bawat isa sa dalawang detector ay tumitimbang lamang ng 40 kilo at may sukat na 30 cm ang haba, 80 cm ang taas at 10 cm ang lapad. Kasama sa eksperimento ng LHCf ang 30 siyentipiko mula sa 9 na institute sa 5 bansa (Nobyembre 2012).

• TOTEM (Kabuuang Cross Section, Elastic Scattering at Diffraction Dissociation)- eksperimento sa pinakamahabang pag-install sa collider. Ang gawain nito ay pag-aralan ang mga proton mismo, sa pamamagitan ng tumpak na pagsukat ng mga proton na nagmumula sa mga banggaan sa maliliit na anggulo. Ang lugar na ito ay kilala bilang "pasulong" na direksyon at hindi available sa iba pang mga eksperimento sa LHC. Ang mga TOTEM detector ay umaabot ng halos kalahating kilometro sa paligid ng CMS interaction point. Ang TOTEM ay may halos 3,000 kg ng kagamitan, kabilang ang apat na nuclear telescope at 26 Roman pot detector. Ang huling uri ay nagpapahintulot sa mga detektor na mailagay nang mas malapit hangga't maaari sa particle beam. Kasama sa eksperimentong TOTEM ang humigit-kumulang 100 siyentipiko mula sa 16 na institusyon sa 8 bansa (Agosto 2014).

Bakit kailangan ang Large Hadron Collider?

Ang pinakamalaking internasyonal na pang-agham na pasilidad ay nagsasaliksik ng malawak na hanay ng mga problema sa pisika:

• Pag-aaral ng mga nangungunang quark. Ang particle na ito ay hindi lamang ang pinakamabigat na quark, kundi pati na rin ang pinakamabigat na elementary particle. Ang pag-aaral ng mga katangian ng top quark ay may katuturan din dahil ito ay isang tool sa pananaliksik.
• Maghanap at pag-aralan ang Higgs boson. Bagama't inaangkin ng CERN na ang Higgs boson ay natuklasan na (noong 2012), hanggang ngayon napakakaunti lamang ang nalalaman tungkol sa kalikasan nito at maaaring linawin ng karagdagang pananaliksik ang mekanismo ng operasyon nito.

• Pag-aaral ng quark-gluon plasma. Sa mga banggaan ng lead nuclei sa mataas na bilis, ito ay nabuo sa collider. Ang pananaliksik nito ay maaaring magdala ng mga resultang kapaki-pakinabang para sa nuclear physics (pagpapabuti ng teorya ng malakas na pakikipag-ugnayan) at para sa astrophysics (pag-aaral ng Uniberso sa mga unang sandali ng pagkakaroon nito).
• Maghanap ng supersymmetry. Ang pananaliksik na ito ay naglalayong pabulaanan o patunayan ang "supersymmetry" - ang teorya na ang anumang elementarya ay may mas mabigat na kapareha, na tinatawag na "superparticle".
• Pagsisiyasat ng photon-photon at photon-hadron collisions. Mapapabuti nito ang pag-unawa sa mga mekanismo ng mga proseso ng naturang banggaan.
• Pagsubok ng mga kakaibang teorya. Kasama sa kategoryang ito ng mga gawain ang pinaka hindi kinaugalian - mga "exotic", halimbawa, ang paghahanap para sa mga parallel na uniberso sa pamamagitan ng paglikha ng mga mini-black hole.

Bilang karagdagan sa mga gawaing ito, marami pang iba, ang solusyon kung saan ay magpapahintulot din sa sangkatauhan na maunawaan ang kalikasan at ang mundo sa ating paligid sa isang mas mataas na antas ng kalidad, na magbubukas naman ng mga pagkakataon para sa paglikha ng mga bagong teknolohiya.

Mga praktikal na benepisyo ng Large Hadron Collider at basic science

Una sa lahat, dapat tandaan na ang pangunahing pananaliksik ay nag-aambag sa pangunahing agham. Ang inilapat na agham ay tumatalakay sa aplikasyon ng kaalamang ito. Ang isang bahagi ng lipunan na walang kamalayan sa mga benepisyo ng pangunahing agham ay madalas na hindi nakikita ang pagtuklas ng Higgs boson o ang paglikha ng isang quark-gluon plasma bilang isang bagay na makabuluhan. Ang koneksyon sa pagitan ng mga naturang pag-aaral at ang buhay ng isang ordinaryong tao ay hindi halata. Kumuha tayo ng isang mabilis na halimbawa mula sa nuclear power:

Noong 1896, natuklasan ng French physicist na si Antoine Henri Becquerel ang phenomenon ng radioactivity. Matagal na panahon ito ay pinaniniwalaan na siya gamit pang-industriya ang sangkatauhan ay hindi magtawid sa lalong madaling panahon. Limang taon lamang bago ang paglunsad ng unang nuclear reactor sa kasaysayan, ang dakilang physicist na si Ernest Rutherford, na aktwal na nakatuklas ng atomic nucleus noong 1911, ay nagsabi na ang atomic energy ay hindi kailanman makakahanap ng paggamit nito. Nagawa ng mga eksperto na muling pag-isipan ang kanilang saloobin sa enerhiya na nakapaloob sa nucleus ng isang atom noong 1939, nang natuklasan ng mga siyentipikong Aleman na sina Lisa Meitner at Otto Hahn na ang uranium nuclei, kapag na-irradiated sa mga neutron, ay nahati sa dalawang bahagi, na naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya - nuclear enerhiya.

At pagkatapos lamang nitong huling link ng row pangunahing pananaliksik Ang inilapat na agham ay naglaro, na, batay sa mga pagtuklas na ito, ay nag-imbento ng isang aparato para sa pagkuha ng nuclear energy - ang atomic reactor. Ang sukat ng pagtuklas ay maaaring matantya sa pamamagitan ng pagtingin sa bahagi ng kuryente na nabuo ng mga nuclear reactor. Kaya sa Ukraine, halimbawa, ang mga nuclear power plant ay nagkakahalaga ng 56% ng pagbuo ng kuryente, at sa France - 76% sa kabuuan.

Ang lahat ng mga bagong teknolohiya ay batay sa isa o isa pang pangunahing kaalaman. Narito ang ilang higit pang maikling halimbawa:

• Noong 1895, napansin ni Wilhelm Konrad Roentgen na ang photographic plate ay dumidilim sa ilalim ng impluwensya ng X-ray. Ngayon, ang radiography ay isa sa mga pinaka ginagamit na pag-aaral sa medisina, na nagpapahintulot sa iyo na pag-aralan ang kondisyon lamang loob at tuklasin ang mga impeksyon at pamamaga.
• Noong 1915, iminungkahi ni Albert Einstein ang kanyang sarili. Ngayon, ang teoryang ito ay isinasaalang-alang kapag gumagana ang mga GPS satellite, na tumutukoy sa lokasyon ng isang bagay na may katumpakan ng ilang metro. Ginagamit ang GPS sa mga cellular na komunikasyon, cartography, pagmamanman ng sasakyan, ngunit pangunahin sa nabigasyon. Ang error ng isang satellite na hindi isinasaalang-alang ang pangkalahatang relativity ay tataas ng 10 kilometro bawat araw mula sa sandali ng paglunsad! At kung ang isang pedestrian ay maaaring gumamit ng katwiran at papel card, kung gayon ang mga piloto ng airliner ay mahahanap ang kanilang sarili sa isang mahirap na sitwasyon, dahil imposibleng mag-navigate sa pamamagitan ng mga ulap.

Kung ngayon ang praktikal na aplikasyon ng mga natuklasan na naganap sa LHC ay hindi pa nasusumpungan, hindi ito nangangahulugan na ang mga siyentipiko ay "nagpapagulo sa collider nang walang kabuluhan". Tulad ng alam mo, ang isang makatwirang tao ay palaging nagnanais na makuha ang maximum. praktikal na aplikasyon mula sa magagamit na kaalaman, at samakatuwid ang kaalaman tungkol sa kalikasan na naipon sa proseso ng pananaliksik sa LHC ay tiyak na mahahanap ang aplikasyon nito, maaga o huli. Tulad ng ipinakita na sa itaas, ang koneksyon sa pagitan ng mga pangunahing pagtuklas at ang mga teknolohiyang gumagamit ng mga ito ay maaaring minsan ay hindi halata.

Sa wakas, tandaan natin ang tinatawag na hindi direktang pagtuklas, na hindi itinakda bilang mga paunang layunin ng pag-aaral. Ang mga ito ay karaniwan, dahil upang makagawa ng isang pangunahing pagtuklas ay karaniwang nangangailangan ng pagpapakilala at paggamit ng mga bagong teknolohiya. Kaya ang pag-unlad ng optika ay nakatanggap ng isang impetus mula sa pangunahing pananaliksik sa kalawakan, batay sa mga obserbasyon ng mga astronomo sa pamamagitan ng isang teleskopyo. Sa kaso ng CERN, ito ay kung paano lumitaw ang ubiquitous na teknolohiya - ang Internet, isang proyekto na iminungkahi ni Tim Berners-Lee noong 1989 upang gawing mas madali ang paghahanap ng data ng CERN.

Sa isyung ito (at iba pang katulad nito), ang paglitaw ng mga salitang "sa katunayan" ay kakaiba - na parang may ilang diwa na nakatago mula sa hindi pa nakakaalam, na binabantayan ng "mga pari ng agham" mula sa mga naninirahan, isang lihim na kailangang maihayag. Gayunpaman, kapag tinitingnan mula sa loob ng agham, ang misteryo ay nawawala at walang lugar para sa mga salitang ito - ang tanong na "bakit kailangan natin ng hadron collider" ay hindi naiiba sa panimula sa tanong na "bakit kailangan natin ng pinuno (o isang sukat, o orasan, atbp.)". Ang katotohanan na ang collider ay isang malaki, mahal at kumplikadong bagay sa anumang sukat ay hindi nagbabago sa bagay.

Ang pinakamalapit na pagkakatulad na nagpapahintulot sa amin na maunawaan ang "bakit ito ay kinakailangan" ay, sa aking opinyon, isang lens. Ang sangkatauhan ay pamilyar sa mga katangian ng mga lente mula pa noong una, ngunit sa kalagitnaan lamang ng huling milenyo ay napagtanto na ang ilang mga kumbinasyon ng mga lente ay maaaring gamitin bilang mga instrumento na nagpapahintulot sa pagtingin sa napakaliit o napakalayo na mga bagay - tayo, siyempre, pakikipag-usap tungkol sa isang mikroskopyo at isang teleskopyo. Walang alinlangan na ang tanong kung bakit kailangan ang lahat ng ito ay paulit-ulit na itinanong nang lumitaw ang mga bagong konstruksyon na ito para sa mga kontemporaryo. Gayunpaman, ibinaba nito ang kanyang sarili sa agenda, habang lumalawak ang mga larangan ng siyentipiko at inilapat na aplikasyon ng parehong mga device. Tandaan na, sa pangkalahatan, ang mga ito ay iba't ibang mga aparato - hindi mo makikita ang mga bituin gamit ang isang inverted microscope. Ang Large Hadron Collider, sa kabilang banda, ay kabalintunaan na pinag-iisa ang mga ito sa kanyang sarili, at maaaring ituring na may magandang dahilan bilang pinakamataas na punto sa ebolusyon ng parehong mga mikroskopyo at teleskopyo na natamo ng sangkatauhan sa nakalipas na mga siglo. Ang pahayag na ito ay maaaring mukhang kakaiba, at, siyempre, hindi ito dapat kunin nang literal - walang mga lente (hindi bababa sa optical) sa accelerator. Ngunit sa esensya, ito ay eksakto ang kaso. Sa "microscopic" hypostasis nito, pinapayagan ng collider ang isa na pag-aralan ang istraktura at mga katangian ng mga bagay sa antas na 10-19 metro (hayaan kong ipaalala sa iyo na ang laki ng isang hydrogen atom ay mga 10-10 metro). Ang sitwasyon ay mas kawili-wili sa "teleskopiko" na bahagi. Ang bawat teleskopyo ay isang real time machine, dahil ang larawang naobserbahan dito ay tumutugma sa kung ano ang object ng obserbasyon sa nakaraan, lalo na noong nakaraan, na kinakailangan para sa electromagnetic radiation na maabot ang tagamasid mula sa bagay na ito. Ang oras na ito ay maaaring higit sa walong minuto sa kaso ng pagmamasid sa Araw mula sa Earth at hanggang sa bilyun-bilyong taon kapag nagmamasid sa malalayong quasar. Sa loob ng Large Hadron Collider, nalikha ang mga kundisyon na umiral sa Uniberso isang maliit na bahagi ng isang segundo pagkatapos ng Big Bang. Kaya, nagkakaroon tayo ng pagkakataong tingnan ang nakaraan sa halos 14 na bilyong taon, hanggang sa simula ng ating mundo. Maginoo terrestrial at orbital teleskopyo (hindi bababa sa mga nakarehistro electromagnetic radiation), makakuha ng "paningin" lamang pagkatapos ng panahon ng recombination, nang ang Uniberso ay naging optically transparent - nangyari ito, ayon sa mga modernong konsepto, 380 libong taon pagkatapos ng Big Bang.

Susunod, kailangan nating magpasya kung ano ang gagawin sa kaalamang ito: kapwa tungkol sa istruktura ng bagay sa maliliit na kaliskis, at tungkol sa mga katangian nito sa pagsilang ng Uniberso, at ito ang magbabalik sa huli ng misteryo na tinalakay sa simula, at tukuyin kung bakit kailangan ang collider "sa katunayan". Ngunit ito ay isang desisyon ng tao, ang collider, sa tulong kung saan nakuha ang kaalamang ito, ay mananatiling isang aparato lamang - marahil ang pinaka sopistikadong sistema ng "mga lente" na nakita ng mundo.