Hadron Collider: Mulai. Large Hadron Collider kok? Where is?

Sajarah accelerator, kang kita kenal saiki minangka Gedhe Hadron Collider wiwit liyane wiwit 2007. Kaping pisanan diwiwiti karo chronology saka accelerator saka cyclotron ing. Piranti iki piranti cilik sing gampang mathuk ing meja. Banjur crita accelerators wis dikembangaké ajeg. Kuwe Synchrotron lan Synchrotron.

Ing sajarah mbok menawa paling nglipur iku periode wiwit 1956 kanggo 1957 taun. Ing wektu, èlmu Soviet, utamané fisika, ora dadi sithik konco sedulur manca. Nggunakake nambah pengalaman taun, satunggiling fisikawan Soviet jenenge Vladimir Veksler digawe temonan ing ilmu. Padha Synchrotron paling kuat ing wektu iki digawe. kapasitas apa ana 10 GeV (10 milyar volt elektron). Sawise proses iki wis digawe conto serius saka accelerators: Gedhe Electron-positron Collider, lan accelerator Swiss, Jerman, Amerika Serikat. Wong kabeh duwe siji goal umum - sing sinau saka partikel dhasar saka kuark.

Large Hadron Collider digawé ing kawitan Panggonan thanks kanggo efforts fisikawan Italia. Lan jeneng kang ana Carlo Rubbia, ingkang menang hadiah Nobel. Sajrone sawijining kegiatan Rubbia makarya minangka direktur ing Organisasi Eropa kanggo Riset Nuklir. Sampeyan iki mutusaké kanggo mbangun lan mbukak LHC punika ing situs pusat riset.

Where Hadron Collider?

Collider diselehake ing watesing Swiss lan Perancis. Length saka circumference sawijining 27 kilometer, lan diarani gedhe. ring accelerator baliho 50 kanggo 175 meter. Sembrani 1232 disetel collider. Lagi superconducting, kang tegese siji bisa berkembang lapangan maksimum kanggo nyepetake, wiwit biaya energi magnet kuwi sakbenere absen. Bobot total saben sembrani punika 3,5 ton ing dawane 14,3 meter.

Kaya obyek fisik, ageng Hadron Collider ngasilake panas. Mulane, iku perlu kanggo saya kelangan. Iki waé, suhu wis maintained ing 1.7 K nggunakake 12 yuta liter nitrogen Cairan. Kajaba iku, Cairan helium (700,000 liter) digunakake kanggo cooling, lan sing paling Jahwéh - meksa digunakake, kang kaping sepuluh luwih murah tinimbang ing atmosfer meksa normal.

Suhu 1.7 K celsius punika -271 derajat. suhu kuwi meh cedhak nul Absolute. nul Absolute diarani watesan bisa paling, kang bisa duwe awak fisik.

Ing bagéyan njero trowongan ora kurang menarik. Ana kabel superconducting niobium-titanium karo kemungkinan. dawa sing 7600 kilometer. The total bobot 1.200 ton kabel. The interior of kabel - a plexus kabel 6300 kanthi jarak total 1,5 milyar kilometer. iki dawa padha karo 10 Unit astronomi. Contone, ing kadohan saka bumi kanggo srengenge iku 10 Unit kuwi.

Yen kita pirembagan babagan lokasi geografis, iku bisa ngandika sing dering collider ngapusi antarane kutha-kutha ing Saint-Genis lan Forno Voltaire dumunung ing Prancis, uga Marin lan Vessurat - karo sisih Swiss. ring cilik, disebut PS, ngluwihi sadawaning tapel wates diameteripun ing.

The raison d'être

Supaya kanggo njawab pitakonan "Apa LHC", sampeyan kudu nguripake kanggo ilmuwan. Akeh ilmuwan wong iku proses gedhe kanggo kabeh wektu orane ilmu, lan ilmu tanpa iku, kang wis dikenal kanggo kita dina iki, mung ora nggawe raos. Anané lan Bukak saka Gedhe Hadron Collider sing menarik ing tabrakan partikel ing LHC punika bledosan. Kabeh partikel nggoleki buyar beda ing pituduh. Kanggo mbentuk partikel anyar, kang bisa nerangake anane lan makna akeh.

Ing bab pisanan sing ilmuwan wis nyoba kanggo golek partikel iki tabrakan - iku miturut teori mbadek dening fisikawan Peter Higgs unsur dhasar disebut "Higgs boson". Partikel nggumunke iku operator informasi, sing dianggep. Nanging kang disebut "Gusti Allah partikel". Opening iku bakal mindhah ilmuwan mangertos alam semesta. Sampeyan kudu nyatet sing ing 2012, 4 Juli, Hadron Collider (miwiti sebagian kasil) kanggo nemokake partikel padha. Kanggo tanggal, ilmuwan sing nyoba kanggo sinau ing rinci.

Suwene bakal ...

Mesthi, pitakonan langsung mengkene, apa ilmuwan supaya dawa kanggo sinau partikel iki. Yen sampeyan duwe piranti, sampeyan bisa mbukak, lan saben wektu kanggo njupuk liyane lan liyane data. Kasunyatan sing karya saka LHC - iku kesenengan larang. Salah Bukak biaya jumlah gedhe. Contone, konsumsi energi taunan witjaksono kanggo 800 yuta. KW / h. Iki jumlah energi migunakaken kutha kanthi pedunung watara 100 ewu. Man, ing standar rata-rata. Iki ora kalebu biaya pangopènan. Alasan liyane - iku jeblugan LHC sing occurs nalika pitting proton bound kanggo gawé volume gedhe saka data: a Alexa komputer-diwaca supaya Processing njupuk akèh wektu. Malah senadyan kasunyatan sing daya komputer sing nampa informasi, malah gedhe standar dina.

Alasan liyane - iku ora kurang misuwur prakara peteng. Ilmuwan nggarap collider ing arah, njamin yen sawetara katon jagad iku mung 4%. Lagi wiwit sing liyane - iku prakara peteng lan energi peteng. Eksperimental nyoba kanggo mbuktekaken sing teori iki bener.

Hadron Collider: kanggo utawa marang

Sijine nerusake teori materi peteng disebut menyang pitakonan safety saka anane LHC. Pitakonan jumeneng: "Hadron Collider: kanggo utawa marang?" Panjenenganipun kuwatir akeh ilmuwan. Kabeh pikiran gedhe ing donya sing dipérang dadi rong kategori. "Mungsuh" wis sijine nerusake teori menarik yen prakara kuwi ana, banjur kudu partikel sawijining ngelawan. Lan tabrakan partikel ing akselerator katon part rodo peteng. Ana resiko sing sisih peteng lan sisih kita matemu. Banjur bisa mimpin kanggo matine alam semesta. Nanging, sawise wiwitan LHC pisanan teori iki wis sebagéyan bejat.

Sabanjure ing wigati rawuh bledosan saka Semesta, utawa rodok - lair. Punika pitados bilih tabrakan bisa diamati carane Semesta lakunipun ing detik orane. cara dheweke kapandeng sawise asal saka Big Bang. Punika pitados bilih proses tabrakan partikel banget padha kanggo kang ana ing awal lair saka alam semesta.

Paling idea liyane apik kang dicenthang ilmuwan - iku model endah. Iku misale jek luar biasa, nanging ana teori kang tabet menawa ana dimensi lan alam kaya kita manungsa. Lan cukup oddly, ing accelerator lan bisa kanggo.

Cukup, tujuan wontenipun akselerator punika mangertos apa Semesta, carane iku digawe, mbuktekaken utawa mbantah téori ana partikel lan gejala sing gegandhengan. Mesti wae, iku bakal njupuk taun, nanging karo saben wiwitan, panemon anyar sing Duwité ing donya èlmu.

Facts about akselerator

Saben uwong sing mirsa akselerator accelerates partikel nganti 99% ing kacepetan cahya, nanging ora akeh wong sing ngerti yen persentasi punika witjaksono kanggo 99,9999991% saka kacepetan cahya. tokoh iki sange ndadekake pangertèn amarga saka desain sampurna lan wesi sembrani kuat akselerasi. Kita uga kudu Wigati sawetara bukti kurang dikenal.

Angka diprodhuksi ing tabrakan partikel sak percepatan

Cacahing proton ing Bunch	kanggo 100 Bln. (1011)
sawetara bunches	kanggo 2808
Jumlah maringaken proton rohé ing zona detector	nganti 31 yuta. zona kapindho 4
Jumlah tabrakan partikel ing satengahé simpang dalan	20
Volume saben data tabrakan	bab 1,5 MB
Jumlah saka partikel Higgs	1 dicokot saben 2,5 detik (ing kakiyatan kebak Beam lan sesuai karo asumsi tartamtu babagan sifat partikel Higgs)

Kira-kira 100 yuta Aliran. Data sing teka saka saben rong detektor utama bisa ing prakara detik kanggo ngrampungake luwih saka 100,000 CD. Ing mung siji sasi nomer cd wis ngrambah menyang dhuwur kuwi yen mapan sare ing tumpukan, iku bakal cukup kanggo rembulan. Mulane iku iki mutusaké ora kanggo nglumpukake kabeh data sing teka saka detektor, nanging mung wong-wong sing diijini nggunakake sistem data, kang jebule tumindak minangka Filter kanggo data. Sampeyan iki mutusaké kanggo ngrekam mung 100 acara sing dumadi ing wektu jeblugan. Direkam acara iki bakal kanggo arsip data tengah sistem LHC, kang dumunung ing Laboratory Eropah kanggo partikel Physics, sing uga panggonan posisi accelerator. Bakal direkam acara sing wis direkam, lan wong-wong sing makili masyarakat ilmiah ing kapentingan paling.

aftertreatment

Sawise ngrekam satus kilobita data kanggo diproses. Iki waé, luwih saka rong yuta komputer dumunung ing CERN. Tujuan iki komputer punika Processing data mentah lan tatanan saka basa, kang bakal migunani kanggo analisis luwih. Luwih kui stream data bakal diarahake kanggo jaringan komputer GRID. jaringan online iki nyambung ewu komputer sing dumunung ing institusi ing saindhenging donya, njiret luwih saka satus pusat utama, kang dumunung ing telung bawana. Kabeh nilai kuwi karo CERN nggunakake serat optik - kanggo tingkat data maksimum.

Ngandika saka bukti, iku perlu kanggo sebutno uga bab struktur pratondho fisik. Tunnel accelerator iku soko saka 1.4% saka bidang horisontal. Iki rampung ing Panggonan pisanan kanggo sijine sing paling saka trowongan accelerator ing rock monolithic. Mangkono ing ambane saka panggonan seko ing sisih ngelawan sing beda. Yen kita nganggep Lake, kang dumunung cedhak Geneva, ambane 50 meter. Sisih ngelawan wis ambane 175 meter.

Wangsulan: Bab ingkang menarik iku fase lunar mengaruhi akselerator. Sampeyan bisa uga koyone kaya barang adoh bisa tumindak ing kadohan. Nanging nyatet sing nalika purnama, nalika ana sing mundhak saka tanah ing wilayah Geneva, Rising dening minangka akeh minangka 25 cm. Iki mengaruhi wektu dawa saka collider ing. Length mangkono incremented dening 1 millimeter, lan energi Beam diganti dening 0,02%. Wiwit energi saka kontrol Beam kudu dianakaké nganti 0,002%, peneliti kudu njupuk menyang akun iki kedadean.

Uga menarik iku trowongan collider nduweni wangun saka Octagon tinimbang bunder, minangka akeh sing. Angles kawangun saka bagean singkat. Lagi disusun detektor tetep lan sistem sing saged Beam partikel digawe cepet.

struktur

Hadron Collider, Bukak saka kang magepokan karo akeh rincian lan kasenengan ilmuwan - piranti sange. Kabeh accelerator kasusun saka rong dering. ring cilik disebut proton Synchrotron utawa, nggunakake Cekakan - PS. ring gedhe - Super Proton Synchrotron, utawa SPS. Bareng ing dering loro ngidini bagean mbubarake kanggo 99.9% kacepetan cahya. Mangkono collider mundhak lan energi saka proton, nambah energi total 16 kaping. Iku uga ngijini partikel kasebut tabrakan karo saben liyane kira-kira 30 Mill. Wektu / s. kanggo 10 jam. 4 detektor utama iki dijupuk ing paling 100 terabytes data digital per detik. Nampa data amarga faktor individu. Contone, padha bisa ndeteksi partikel dhasar, kang duwe muatan listrik negatif, lan duwe setengah-muter. Wiwit partikel iki ora stabil, banjur langsung deteksi sing mokal bisa ndeteksi mung energi sing bakal cemlorot ing amba tartamtu kanggo sumbu Beam. langkah iki diarani tingkat pemicu pisanan. langkah Iki nganti dening luwih saka 100 SIM data khusus, kang terpadu ing implementasine logika. part dipuntengeri ing sak panrimo saka data pilihan saka pamblokiran data luwih saka 100 tysyach ing salah siji liyane. Banjur, iki data sing digunakake kanggo analisis, kang ana nggunakake mekanisme-tingkat sing luwih dhuwur.

Next Level Systems, Kosok baline, nampa informasi saka kabeh aliran detector. Software detector makaryakke ing jaringan. Ana bakal nggunakake nomer akeh komputer kanggo proses pamblokiran data sakteruse, wektu rata-rata antarane pamblokiran saka - 10 microseconds. Program kudu nggawe tandha saka partikel, cocog kanggo titik asli. Asil punika pesawat data kawangun dumadi saka semangat, energi, lan dalan liyane sing jumeneng sak siji acara.

bagean accelerator

Kabeh accelerator bisa dipérang dadi 5 bagean utama:

1) èlèktron-positron accelerator collider. part-kira 7 wesi sembrani tysyach kanthi superconducting. Karo wong ana liwat arah annular trowongan Beam. Lan uga padha fokus Beam ing siji aliran kang jembaré sudo kanggo jembaré saka rambute siji.

2) Kompak muon Solenoid. detector iki dirancang kanggo maksud umum. Ing layang kuwi sing nggoleki fénoména anyar lan, contone, nggoleki partikel Higgs.

3) Detector LHCb. Pinunjul piranti iki kanggo nelusuri kuark lan partikel ngawan wong - antiquarks.

4) Atlas instalasi toroidal. detector iki dirancang kanggo fiksasi saka muons.

5) Alice. detector iki nuduhke kadadosan ion timbal, lan tabrakan proton-proton.

Kangelan miwiti LHC

Senadyan kasunyatan sing ngarsane teknologi dhuwur ngilangake sing kamungkinan saka kasalahan ing laku kabeh iku beda. Sajrone wektu tundha, uga wektu Gagal ing Déwan accelerator. Aku kudu ngomong sing kahanan sing ora dikarepke iki ora. Piranti ngandhut akeh nuansa lan mbutuhake kuwi tliti ilmuwan nyana asil padha. Contone, salah siji masalah sing ngadhepi ilmuwan sak Bukak - ing tinolak sembrani, kang fokus rohé proton langsung sadurunge tabrakan iki. Laka serius iki disababaké déning karusakan saka Gunung amarga mundhut saka superconducting magnet.

masalah jumeneng ing taun 2007. Amarga saka iku, Bukak saka collider ing postponed kaping pirang-pirang, lan ing Juni Bukak njupuk Panggonan, meh Collider taun durung diwiwiti.

Bukak pungkasan collider ana sukses, dikumpulake akeh terabytes data.

Hadron Collider, Bukak kang njupuk Panggonan ing April 5, 2015, kasil makaryakke. Sajrone sasi rohé bakal Chase watara dering, mboko sithik nambah daya. Dislametaké kanggo sinau kuwi, ora. rohé energi tabrakan bakal tambah. Ing Nilai saka angkat saka 7 kanggo 13 TeV TeV. Tambah iki bakal ngidini kanggo ndeleng kesempatan anyar ing tabrakan partikel.

Ing 2013 lan 2014. padha pemriksaan technical serius Tunnel, accelerators, detektor lan peralatan liyane. Asil ana 18 wesi sembrani bipolar sing superconducting fungsi. Sampeyan kudu nyatet sing nomer total wong iku 1232 bêsik. Nanging, ing wesi sembrani isih wis ora musna unnoticed. Yen kita ngganti sistem saka pangayoman marang cooling mudhun, sijine apik. Uga apik sistem pendinginan saka wesi sembrani. Iki ngidini kanggo tetep ing kurang Suhu, karo daya maksimum.

Yen kabeh dadi uga, Bukak sabanjure akselerator bakal njupuk Panggonan mung sawise telung taun. Liwat periode iki wis dijadwal karya ngrancang kanggo nambah, ujian technical saka collider ing.

Sampeyan kudu nyatet sing ndandani biaya Penny, tanpa ngelingi biaya. Hadron Collider, ing 2010 wis Nilai witjaksono kanggo 7,5 bln. Euro. tokoh iki nampilake kabeh project ing Panggonan pisanan ing dhaftar proyèk paling larang ing sajarah ilmu.

warta anyar

Hadron Collider, Bukak kang njupuk Panggonan sawise break ing, ana sukses. data menarik padha diklumpukake. Kayata, bukti presented sing idea modern saka partikel bener. Iki bisa digawe thanks kanggo operasi sing tepat saka detektor CMS lan LHCb. Iki detektor bosok BS kejiret déning loro meson, kang Direct bukti kasetyan teori modern.

Iku worth takon pitakonan, carane iku bukti saka teori iki. Salah siji cara - iki Jupuk saka partikel anyar. Sing, yen tabrakan bakal partikel dhasar anyar, kang tegese teori modern kudu dideleng.

Ilmuwan fokus manungsa waé ing partikel amarga bisa nuduhake, utawa ing paling mbukak lawang ing arah supersymmetry. Iki wiwitan apik kanggo sinau luwih lan ing Center for Riset Ilmiah in Geneva.

Apa sabanjuré?

Sawise arep kelakon kasungsun sabanjure collider bakal ditugasi sinau luwih saka partikel. Ing tartamtu, iku bakal perlu kanggo mangerteni sing luwih lengkap bab boson Higgs. Senadyan kasunyatan sing kanggo panemuan iki dianugerahi Bebungah Nobel, ora kabeh sawijining kanthi mangertos lan buktiaken. Mulane, ilmuwan duwe karya dawa lan angel ing sinau saka partikel sange.

Kajaba iku, sampeyan kudu terus bisa mbuktekaken utawa mbantah téori supersymmetry. Senajan misale jek dicokot Fantastic, nanging nduweni hak ana. Aja mikir sing kabeh manungsa waé diwenehi amung kanggo Jeksa Agung bisa ngetokake pisanan wigati kanggo saben project wis tim dhewe ilmuwan sing bisa ing lapangan iki.

Mesti wae, iki ora kabeh tugas sing kudu ono kanggo ilmuwan. Kanthi saben terabyte anyar informasi ditampa dhaftar pitakonan terus ditambah, lan jawaban sing bisa nyawang munggah liwat taun.