Hadron Collider: Start. На Large Hadron Collider зошто? Каде е?

Историја на акцелераторот, што го знаеме денес како на Large Hadron Collider почнува уште од 2007 година. Првично започна со хронологијата на акцелератор на циклотрон. Уредот е мал уред кој лесно се вклопува на масата. Потоа приказната за акцелератори има развиено стабилно. Таа се појави Synchrotron и Synchrotron.

Во историјата на можеби повеќето забавни беше периодот 1956-1957 години. Во тоа време, советската наука, особено во физиката, не заостануваа зад странски браќа. Користење на акумулираните години искуство, советскиот физичар по име Владимир Veksler направи пробив во науката. Тие се е создадена од најмоќните Synchrotron во тоа време. неговиот работен капацитет бил 10 GeV (10 милијарди електрон волти). По ова откритие веќе создаде сериозни примери на акцелератори: Голем електрон-позитрон Collider, акцелератор Швајцарија, Германија, САД. Сите тие имаат една заедничка цел - на студијата на основните честички од кваркови.

На Large Hadron Collider беше создадена во на прво место благодарение на напорите на италијанскиот физичар. И неговото име беше Carlo Rubbia, добитник на Нобеловата награда за мир. Во текот на својата дејност Rubbia работел како директор на Европската организација за нуклеарни истражувања. Беше одлучено да се изгради и да се кандидира на LHC е-сајт истражувачки центар.

Каде Hadron Collider?

Collider поставени на границата меѓу Швајцарија и Франција. Должината на периметарот е 27 километри, и така тоа се нарекува голем. педалот за гас прстен оди назад 50 за да се 175 метри. Магнетот 1232 е поставена Collider. Тие се суперкомпјутери, што значи дека може да се развие максимална поле за забрзување, со оглед на трошоците за енергија на таквите магнети се практично отсутни. Вкупната тежина на секоја магнет е 3,5 тони во должина од 14,3 метри.

Како и секој физички објект, на Large Hadron Collider произведува топлина. Затоа, тоа е потребно постојано да се излади. За таа цел, температурата се одржува на 1,7 K користење на 12 милиони литри течен азот. Покрај тоа, течен хелиум (700.000 литри) се користи за ладење, и што е најважно - се користи за притисок, што е десет пати помал од нормалниот атмосферски притисок.

Температура 1,7 K е -271 степени Целзиусови. Таква температура е речиси блиску до апсолутна нула. Апсолутна нула се нарекува најниска можна граница, кои можат да имаат физичкото тело.

Внатрешниот дел на тунелот не е помалку интересен. Постојат ниобиум-титаниум суперкомпјутери кабел со можности. Нивната должина е 7600 километри. Вкупната тежина е 1.200 тони кабли. На внатрешноста на кабел - плексус на жици 6300 со вкупно растојание од 1,5 милијарди километри. Оваа должина е еднаква на 10 астрономски единици. На пример, растојанието од Земјата до Сонцето е 10 такви единици.

Ако зборуваме за нејзината географска локација, може да се рече дека Collider прстени лежи помеѓу градовите Сен-Genis и Forno Волтер се наоѓа на француската страна, како и Марин и Vessurat - со швајцарскиот тим. Мал ринг, наречен PS, се протега по должината на границата на дијаметар.

на raison d'être

Со цел да се одговори на прашањето "Што е LHC", ќе треба да се сврти кон научниците. Многу научници велат дека тоа е голем изум за целиот период на постоењето на науката, и дека науката без него, која е позната за нас денес, едноставно не дава никаква смисла. Постоењето и лансирањето на Large Hadron Collider се интересни во тој судир на честички во LHC е експлозија. Сите фини честички растера во различни насоки. Да се формираат нови честички, кои може да се објасни постоењето и значењето на многу.

Првото нешто што научниците се обиделе да се најдат овие честички се урна - тоа е теоретски физичар предвидено од страна на Питер Хигс елементарна честичка наречена "Хигсовиот бозон". Овој прекрасен честички е носител на информации, се разгледуваат. Сепак, тоа се нарекува "честички Бога". Отворањето на неа ќе се преселат на научниците да разберат универзумот. Треба да се напомене дека во 2012 година, на 4 јули, Hadron Collider (почеток тоа делумно успеа) да ви помогне да најдете слична честички. До денес, научниците се обидуваат да го учат во детали.

Колку долго ќе ...

Се разбира, веднаш се поставува прашањето, зошто се толку долго научниците да ги проучуваат овие честички. Ако имате еден уред, можете да го извршите, и во секое време да се пука на се повеќе и повеќе податоци. Фактот дека работата на LHC - тоа е скапо задоволство. Еден лансирање чини голема сума. На пример, годишната потрошувачка на енергија е еднаква на 800 милиони евра. KW / h. Оваа количина на потрошена енергија на градот со население од околу 100 илјади. Човекот, во просек стандарди. Ова не ги вклучува трошоците за одржување. Уште една причина - е дека LHC експлозија што се случува кога спротивставувајќи протони обврзана да произведува голем обем на податоци: компјутерски-читлив информации, така што за обработка зема многу време. Дури и покрај фактот дека моќта на компјутерите кои добиваат информации, па дури и големи со денешните стандарди.

Уште една причина - тоа не е помалку познат темна материја. Научниците кои работат со забрзувачот во оваа насока, увери дека видливиот спектар на универзумот е само 4%. Се претпоставува дека остатокот - тоа е темната материја и темната енергија. Експериментално се обидува да докаже дека оваа теорија е точна.

Hadron Collider: за или против

Стави напред на теоријата на темната материја доведено во прашање безбедноста на постоењето на LHC. На прашањето: "Hadron Collider: за или против?" Тој е загрижен многу научници. Сите големи умови на светот се поделени во две категории. "Противниците" да се стави напред една интересна теорија дека ако постои таква разлика, тогаш тоа мора да биде нејзината спротивност честички. И судир на честички во гас појавува потемна страна. Постои ризик дека темната дел и делот кој што го гледаме лицето. Тогаш тоа би можело да доведе до смрт на универзумот. Сепак, по прв пат на проектот LHC оваа теорија е делумно прекината.

Напред во важноста доаѓа експлозија на универзумот, или подобро - на раѓањето. Се верува дека судирот може да се забележи како универзумот се однесувал во првите секунди од своето постоење. Начинот на кој се грижеше за потеклото на Големата експлозија. Се верува дека процесот на судир на честички е многу слична на онаа што беше на почетокот од раѓањето на универзумот.

Најмалку уште еден прекрасен идеја која проверува научници - тоа е егзотични модели. Се чини неверојатно, но постои една теорија која укажува на тоа дека постојат и други димензии и универзуми како нас луѓето. И чудно е доволно, на педалот за гас и се во можност да им помогне.

Едноставно кажано, целта на постоењето на педалот за гас е да се разбере што е вселената, како што е создадена, за да се докаже или негира сите постоечки теорија на честички и сродни феномени. Се разбира, тоа ќе трае со години, но со секој почеток, нови откритија кои ја поништи светот на науката.

Факти за гас

Секој знае дека за гас забрзува честичките до 99% од брзината на светлината, но не многу луѓе знаат дека процентот е еднаква на 99,9999991% од брзината на светлината. Оваа неверојатна бројка има смисла, бидејќи на совршен дизајн и моќни магнети се забрза. Ние, исто така, треба да се забележи некои помалку познати факти.

Бројките произведени во судир на честички во текот на забрзувањето

Бројот на протоните во еден куп	до 100 милијарди. (1011)
Бројот на гроздови	до 2808
Бројот на донесување протонските зраци во зоната на детектор	до 31 милиони евра. Вториот зони 4
Бројот на судири на честички во пресекот	до 20
Волумен на судир на податоци	1.5 MB
Количини на честички Higgs	1 малку на секои 2,5 секунди (со полн интензитет на светло и во согласност со одредени претпоставки за својства на честички Higgs)

Околу 100 милиони евра. Струи на податоци кои доаѓаат од секој од двата главни детектори може во прашање на секунди за да се заврши повеќе од 100.000 цедеа. За само еден месец бројот на дискови достигна таква височина дека кога ќе се утврдат во магацинот, тоа ќе биде доволно за да на Месечината. Според тоа, беше одлучено да се соберат сите податоци кои доаѓаат од детектори, но само на оние кои им е дозволено да го користите системот за собирање податоци, што всушност делува како филтер за податоците. Беше одлучено да се снима само 100 настани кои се случиле за време на експлозијата. Снимено овие настани ќе бидат во архива на центарот за податоци на LHC систем, кој се наоѓа на Европската лабораторија за физиката на честички, кој е исто така место на позицијата на педалот за гас. Ќе биде снимен на настаните кои биле снимени, а оние кои претставуваат научната заедница најголем интерес.

aftertreatment

По снимањето на стотици килобајти податоци да бидат обработени. За таа цел, повеќе од два милиони компјутери лоцирани во ЦЕРН. Целта на овие компјутери е преработка на необработени податоци и формирање на нивната база, кои ќе бидат корисни за понатамошна анализа. Понатаму да се генерира податоци поток ќе бидат насочени кон компјутерска мрежа ТАБЕЛАТА. Оваа онлајн мрежа ги поврзува илјадници компјутери кои се наоѓаат во различни институции низ целиот свет, се врзува повеќе од сто големи центри, кои се наоѓаат на три континенти. Сите овие точки се поврзани со ЦЕРН користење на оптички влакна - за максимална стапка на податоци.

Говорејќи на фактите, неопходно е да се спомене, исто така, за структурата на физичките показатели. Тунел за гас е девијација од 1,4% во однос на хоризонталната рамнина. Ова беше направено во на прво место да се стави повеќето од тунелот на педалот за гас во монолитен карпа. Така длабочината на поставување на спротивните страни се различни. Ако претпоставиме од езерото, кој се наоѓа во близина на Женева, на длабочина од 50 метри. Спротивната странка има длабочина од 175 метри.

На интересна работа е дека Месечината фази влијае на педалот за гас. Тоа може да изгледа како некој далечен објект може да дејствува на далечина. Но, тоа е забележано дека за време на полна месечина, кога постои бран на земјиште во областа Женева, што се издига од колку што е 25 сантиметри. Ова влијае на должината на забрзувачот. Должина со тоа се зголеми за 1 милиметар и енергија зрак се менува со 0,02%. Бидејќи енергијата на контрола на светло мора да се држи до 0,002%, истражувачите мора да се земе во предвид овој феномен.

Исто така, интересно е дека тунелот забрзувачот е во форма на октагон наместо круг, како што многу се. Агли формирана на кратки делници. Тие се подредени фиксни детектори и систем кој управува со забрзана зрак честички.

структура

Hadron Collider, на промоцијата на која е поврзана со многу детали и возбудата на научниците - неверојатен уред. Сите педалот за гас се состои од два прстени. Мал круг наречен Proton Synchrotron, или да користите кратенки - ПС. Голем прстен - Супер Proton Synchrotron или СПС. Заедно со два прстени овозможи растера дел на 99,9% од брзината на светлината. Така Collider зголемува и енергијата на протони, зголемување на нивната вкупна енергија од 16 пати. Таа, исто така им овозможува на честички се судираат едни со други околу 30 Мил. Време / ови. за 10 часа. 4 главни детектори се добива најмногу 100 терабајти на дигитални податоци во секунда. Примање на податоци се должи на индивидуални фактори. На пример, тие може да се открие на елементарните честички, кои имаат негативен електричен полнеж, и имаат половина вртење. Од овие честички се нестабилни, а потоа го насочи нивното откривање невозможното е возможно да се открие само нивната енергија ќе се емитуваат во одреден агол на оската на зракот. Овој чекор се нарекува прв степен активира. Овој чекор е проследено со повеќе од 100 посебни картички на податоци, кои се интегрирани во спроведувањето на логика. Овој дел се карактеризира со тоа што за време на приемот на податоци е избор на податоци блокови повеќе од 100 tysyach во една секунда. Потоа, овие податоци се користат за анализа, што се случува со користење на механизам на повисоко ниво.

Следното ниво системи, обратно, да добијат информации од сите проток детектор. Софтвер детектор работи во мрежата. Таму ќе ги користат голем број на компјутери за обработка на следните податоци блокови, просечното време меѓу блоковите - 10 микросекунди. Програми ќе треба да се создаде знак на честички, што одговара на изворната точка. Резултатот е група на податоци формирана состои од динамика, енергија, и друг пат што се појавија во текот на еден настан.

педалот за гас делови

Сите гас може да се подели на 5 главни дела:

1) електрон-позитрон за гас Collider. Дел е околу 7 tysyach магнети со суперкомпјутери својства. Со нив се случува преку прстенест насока на тунел на зракот. И, исто така, тие се фокусираат зрак во еден проток чија ширина намалува на ширината на една коса.

2) Компактен Muon електромагнетниот. Овој детектор е дизајниран за општа намена. Во таков детектор се во потрага по нови феномени и, на пример, да барате на честичките Хигс.

3) детектор LHCb. Значењето на овој уред е да се бараат кварковите и честичките им се спротивстави - antiquarks.

4) кружни инсталација атлас. Овој детектор е дизајниран за фиксирање на muons.

5) Алис. Овој детектор доловува судир доведе јони, и протоните судири.

Тешкотиите со почеток на LHC

И покрај фактот дека присуството на висока технологија ја елиминира можноста за грешки во праксата е поинаква. За време на доцнење, како и време за неуспехот на собранието на педалот за гас. Морам да кажам дека оваа неочекувана ситуација не беше. Уредот содржи многу нијанси и бара таква прецизност научниците очекуваат слични резултати. На пример, еден од проблемите со кои се соочуваат научниците при лансирање - одбивање на магнет, кој се фокусираше греди на протони непосредно пред судирот. Ова сериозно несреќата била предизвикана од страна на уништување на планината поради загубата на суперкомпјутери магнет.

Овој проблем се појави во 2007 година. Поради тоа, на промоцијата на забрзувачот одложувано неколку пати, а во јуни на промоцијата се одржа, речиси една година Collider уште не се започнати.

Последните лансирањето на забрзувачот беше успешна, се собираат многу терабајти податоци.

Hadron Collider, на промоцијата што се одржа на 5 април 2015 година, успешно функционира. Во текот на месец греди ќе бркаат низ прстен, постепено зголемување на моќ. Целите за учење, како што се, бр. судир енергија греди ќе се зголеми. На вредноста на лифт од 7 до 13 TeV TeV. Ова зголемување ќе ви овозможи да се види нови можности во судир на честички.

Во 2013 и 2014 година. беа сериозни технички прегледи на тунели, акцелератори, детектори и друга опрема. Резултатот беше 18 биполарно магнети се суперкомпјутери функција. Треба да се напомене дека од вкупниот број од нив е 1232 парчиња. Сепак, останатите магнети не помина незабележано. Во спротивно, го замени системот за заштита од ладење, стави подобри. Исто така го подобри системот за ладење на магнети. Ова им овозможува да остане на ниски температури, со максимална моќност.

Ако се оди добро, следниот лансирање на педалот за гас ќе се одржи само по три години. Во овој период се закажани планираната работа да се подобри, техничкиот преглед на забрзувачот.

Треба да се напомене дека поправката чини еден денар, без оглед на цената. Hadron Collider, од 2010 година, има вредност еднаква на 7,5 милијарди. Евра. Оваа бројка покажува целиот проект на прво место на листата на најскапите проекти во историјата на науката.

Последни вести

Hadron Collider, на промоцијата што се одржа по паузата, беше успешна. Интересни се податоците биле собрани. На пример, беше презентиран доказ дека модерната идеја за точниот честички. Ова е овозможено благодарение на правилно функционирање на детектори CMS и LHCb. Овие детектори распаѓање БС фатени од страна на две месон, кој е директен доказ верност современите теории.

Тоа е вреди да се поставува прашањето, како е доказ за оваа теорија. Еден начин - тоа е снимање на нови честички. Тоа е, ако судир ќе биде нов елементарни честички, што значи дека модерната теорија треба да се ревидираат.

Научниците го сврте вниманието на честички, бидејќи тоа може да се покаже, или барем да ја отвори вратата во насока на supersymmetry. Ова е добар почеток за натамошно истражување и работа во Центарот за научни истражувања во Женева.

Што е следно?

Откако ќе се случи следно модернизација на забрзувачот ќе бидат задолжени за понатамошно истражување на честички. Особено, тоа ќе биде потребно за да дознаете повеќе во врска со Хигсовиот бозон. И покрај фактот дека за ова откритие беше награден со Нобелова награда, не сите од нејзините својства потполно да се разберат и докажано. Затоа, научниците имаат долга и тешка работа на проучување на оваа неверојатна честички.

Покрај тоа, мора да продолжи да работи за да се докаже или негира теоријата на supersymmetry. Иако се чини дека малку фантастично, но има право да постои. Не мислам дека сите внимание се дава само на првото издание од значење за секој проект има свој тим на научници кои работат во оваа област.

Се разбира, тоа не е на сите задачи кои треба да се обрне внимание на научниците. Со секоја нова терабајт информации добиени листа на прашања постојано се дополнува, а нивните одговори може да се погледна нагоре во текот на годините.