Hadron Collider: Start. Големият адронен колайдер защо? Къде е?

История на педала на газта, което знаем днес като Големия адронен ускорител започва още от 2007 г. насам. Първоначално тя започна с хронологията на педала на газта на циклотрона. Устройството е малко устройство, което лесно се побира на масата. След това историята на ускорители се развива постоянно. Оказа се, синхротрона и синхротрона.

В историята на може би най-забавните е периодът от 1956 до 1957 година. По това време съветската наука, особено физика, не изостава чуждестранни братя. Използването на натрупаните години на опит, на Съветския физик на име Владимир Veksler направи пробив в областта на науката. Те са се създава най-мощната синхротрон по това време. работа му капацитет е 10 GeV (10 млрд електронволтове). След това откритие вече е създала сериозни примери на ускорители: Голям Electron-Positron Collider, ускорител Swiss, Германия, САЩ. Всички те имат една обща цел - изучаване на основните частици кварки.

Големият адронен колайдер беше създаден през първото място, благодарение на усилията на италианския физик. И името му е Карло Рубия, лауреат на Нобелова награда. По време на своята дейност Rubbia работил като директор на Европейската организация за ядрени изследвания. Беше решено да се изгради и тичам ГАК е на място изследователски център.

Къде Hadron Collider?

Collider поставен на границата между Швейцария и Франция. Дължина на обиколката му е на 27 км, и така той се нарича голям. ускорител пръстен датира от 50 до 175 метра. Магнитът 1232 е настроен ускорител. Те са свръхпроводящи, което означава, човек може да развие максимално поле за ускорение, тъй като разходите за енергия на тези магнити са почти отсъства. Общото тегло на всеки магнит е 3.5 тона при дължина от 14.3 метра.

Като всеки физически обект, Големия адронен ускорител генерира топлина. Поради това е необходимо постоянно да се охлади. За тази цел, температурата се поддържа при 1.7 К, използвайки 12 милиона литра течен азот. В допълнение, течен хелий (700,000 литра) се използва за охлаждане, и най-важното - се използва налягането, която е десет пъти по-ниски, отколкото нормално атмосферно налягане.

Температура 1.7 K Целзий е -271 градуса. Тази температура е почти близо до абсолютна нула. Абсолютната нула се нарича най-ниската възможна граница, които могат да имат физическо тяло.

Вътрешната част на тунела не по-малко интересно. Има ниобий-титан свръхпроводящ кабел с възможности. Тяхната дължина е 7600 км. Общото тегло е 1200 тона кабели. Интериорът на кабела - един сплит на кабели 6300 с общо разстояние от 1,5 милиарда километра. Тази дължина е равна на 10 астрономически единици. Например, разстоянието от Земята до Слънцето е 10 такива единици.

Ако говорим за своето географско положение, може да се каже, че колайдер пръстени лежат между градовете Saint-Genis и Forno Волтер намира във френската част, както и Марин и Vessurat - с швейцарска страна. Малък пръстен, наречен PS, се простира по протежение на границата на диаметъра.

смисълът на съществуването

С цел да се отговори на въпроса "Какво е ГАК", трябва да се обърнем към учените. Много учени смятат, че това е страхотно изобретение за целия период на съществуване на науката, и че науката без него, който ни е познат днес, просто няма смисъл. Съществуването и стартирането на Големия адронен ускорител са интересни с това, че сблъсък на частици в LHC е експлозия. Всички фините частици разпръсват в различни посоки. За да се образуват нови частици, които могат да обяснят съществуването и смисъла на мнозина.

Първото нещо, което учените са се опитали да намерите тези частици се разби - това е теоретично предсказано от физик Питър Хигс елементарна частица, наречена "бозон на Хигс". Този зашеметяващ частица е носител на информация, са взети под внимание. И все пак това се нарича "частица на Бога". Отвори ще се движат на учените да разберат Вселената. Трябва да се отбележи, че през 2012 г. на 4 юли, Hadron Collider (започнете да го частично успя), за да помогне в намирането на подобна частица. Към днешна дата, учените се опитват да го изучават в детайли.

Докога ...

Разбира се, веднага възниква въпросът, защо учените толкова дълго, за да проучи тези частици. Ако имате устройство, можете да го изпълните, и всеки път да стреля повече и повече данни. Фактът, че работата на ускорителя LHC - това е скъпо удоволствие. Един старта струва голяма сума. Така например, годишната консумация на енергия е равна на 800 млн. КВт / ч. Това количество консумирана енергия в града с население от около 100 хиляди души. Човек, на средните стандарти. Тук не се включват разходи за поддръжка. Друга причина - е, че LHC експлозията, която се появява, когато хлътва протоните длъжни да произвежда голям обем данни: четене от компютър информация, така че обработката отнема много време. Дори въпреки факта, че силата на компютри, които получават информацията, дори и голяма по днешните стандарти.

Друга причина - тя е не по-малко известната тъмна материя. Учените, работещи с ускорител в тази посока, сигурни, че видимата част на спектъра на Вселената е само 4%. Предполага се, че останалата част - това е тъмната материя и тъмната енергия. Експериментално се опитва да докаже, че тази теория е вярна.

Hadron Collider: за или против

Сложете напред теорията за тъмната материя се поставя под въпрос безопасността на съществуването на LHC. Въпросът стана: "Hadron Collider: за или против?" Той е разтревожен много учени. Всички велики умове на света са разделени в две категории. "Противниците" представиха интересна теория, че ако съществува такова значение, а след това той трябва да бъде неговата противоположност на частиците. И сблъсък на частици в ускорителя изглежда по-тъмна част. Имаше риск, че тъмната част и частта, която ние виждаме лицето. След това може да доведе до смъртта на вселената. Въпреки това, след първия старт LHC тази теория е била отчасти крехко.

Следващи по важност идва експлозия на Вселената, или по-скоро - раждането. Смята се, че сблъсъкът може да се наблюдава как Вселената се прояви в първите секунди на съществуване. Начинът, по който тя се грижеше за произхода на Големия взрив. Смята се, че процесът на сблъсък на частици е много подобен на този, който е бил в началото на раждането на Вселената.

Най-малко още една страхотна идея, която проверяват учените - това е екзотични модели. Изглежда невероятно, но има една теория, която предполага, че има и други измерения и вселени като нас, хората. И странно, газта и са в състояние да помогне.

Казано по-просто, целта на съществуването на педала на газта е да се разбере какво е Вселената, как е бил създаден, за да докажат или опровергаят всички съществуващи теория на частици и свързаните с тях явления. Разбира се, това ще отнеме години, но с всяко начало, нови открития, които преобръщат света на науката.

Факти за газта

Всеки знае, че газта ускорява частици до 99% от скоростта на светлината, но не много хора знаят, че този процент е равен на 99.9999991% на скоростта на светлината. Тази невероятна фигура има смисъл, защото на перфектен дизайн и мощни магнити ускоряват. Трябва също да отбележим някои от по-малко известните факти.

Номерата, произведени в сблъсък на частици по време на ускорение

Броят на протоните в един куп	до 100 милиарда. (1011)
брой на гроздовете	до 2808
Броят на преминаване на протонната греди в зоната на детектор	до 31 млн. вторите зони 4
Броят на удари между частиците в пресечната	до 20
Обем на сблъсък данни	около 1.5 MB
Количествата частици Higgs	Един бит на всеки 2.5 секунди (с пълна интензивност на светлина и в съответствие с някои предположения относно свойствата на частиците Хигс)

Около 100 млн. Потоци от данни, които идват от всяка от двете основни детектори може в рамките на няколко секунди, за да завършат повече от 100,000 CD-та. Само за един месец броят на дискове са достигнали такава височина, че когато те се определят в стека, би било достатъчно, за да луната. Затова беше взето решение да не се събират всички данни, които идват от детекторите, но само тези, които имат право да използват системата за събиране на данни, което на практика действа като филтър за данните. Беше решено да се записва само на 100 събития, настъпили по време на експлозията. Записаните тези събития ще бъдат за архивиране на центъра за данни на LHC система, която се намира в Европейската лаборатория по физика на частиците, който също е на мястото на позицията на газта. Ще се отчита събитията, които са били регистрирани, както и тези, които представляват научната общност най-голям интерес.

последваща обработка

След заснемане на сто килобайта на данни, за да бъде обработена. За тази цел, повече от два милиона компютри, намиращи се в CERN. Целта на тези компютри е обработката на суровите данни и формирането на тяхната база, която ще бъде от полза за по-нататъшен анализ. Освен това генерира поток от данни ще бъдат насочени към компютърна мрежа мрежа. Този онлайн мрежа свързва хиляди компютри, които са разположени в различни институции по целия свят, се свързва повече от сто големи центрове, които са разположени на три континента. Всички тези точки са свързани с CERN използване на оптични влакна - за максимална скорост на данни.

Като говорим за факти, че е необходимо да се спомене и за структурата на физическите показатели. Тунел ускорител е отклонение от 1.4% спрямо хоризонталната равнина. Това стана на първо място да се сложи по-голямата част тунела на ускорителя в монолитна скала. Така дълбочината на разположение на противоположните страни са различни. Ако приемем, от езерото, което се намира близо до Женева, дълбочината е 50 метра. Обратната страна е с дълбочина от 175 метра.

Интересното е, че лунните фази влияят върху педала на газта. Това може да изглежда като далечен обект може да действа на разстояние. Но трябва да се отбележи, че по време на пълнолуние, когато е налице нарастване на земя в района Женева, той се увеличава с близо 25 сантиметра. Това се отразява на продължителността на ускорителя. Дължина този начин се увеличава с 1 милиметър, и енергията на лъча се променя от 0.02%. Тъй като енергията на контрола на светлина трябва да се проведе до 0.002%, учените трябва да вземат под внимание това явление.

Също интересно е, че в тунела за ускорител има формата на осмоъгълник, а не в кръг, като много от тях са. Ъглите, образувани на къси участъци. Те са разположени стационарни детектори и системата, която управлява ускореното лъч на частиците.

структура

Hadron Collider, стартирането на който е свързан с много от детайлите и вълнението на учените - невероятно устройство. Всички ускорител се състои от два пръстена. Малък пръстен наречен протон синхротрон, или да се използва съкращения - PS. Голям пръстен - суперпротонен Synchrotron или SPS. Заедно двата пръстена позволяват дисперсната част на 99,9% от скоростта на светлината. Така ускорител увеличава и енергията на протони, увеличаване на тяхната енергия на 16 пъти. Той също така позволява на частиците се сблъскват една с друга около 30 Mill. Време / сек. в продължение на 10 часа. 4 основни детектори се получава най-много 100 терабайта цифрови данни в секунда. Получаване на данни, дължащи се на индивидуални фактори. Например, те могат да открият елементарни частици, които имат отрицателен електрически заряд и имат половин завъртане. Тъй като тези частици са нестабилни, след това директно откриване им невъзможно е възможно да се установи само тяхната енергия да бъдат изпуснати в определен ъгъл към оста на лъча. Тази стъпка се нарича първото критично ниво. Тази стъпка е последван от повече от 100 специални карти за данни, които са интегрирани в изпълнението на логиката. Тази част се характеризира с това, че по време на получаване на данни е избор на блокове от данни на повече от 100 tysyach в една секунда. След това, тези данни се използват за анализ, която се проявява като се използва механизъм за по-високо ниво.

Next Level Systems, обратно, да получават информация от всички поток детектор. Софтуер детектор работи в мрежата. Там той ще се използва голям брой компютри за обработка на следващите блокове данни, средното време между блоковете на - 10 микросекунди. Програми, ще трябва да се създаде марка на частици, което съответства на оригиналния точка. Резултатът е набор от данни, формирана, състояща се от движение, енергия, както и друга пътека, която възникна по време на едно събитие.

ускорителни части

Всички газта може да бъде разделена на 5 основни части:

1) на електрон-позитрон ускорител ускорителя. Най-хубавото е около 7 tysyach магнити с свръхпроводящи свойства. С тях се осъществява чрез пръстеновидния посока на тунела за лъч. И също така те се фокусират лъч в един поток, чиято ширина намалява до ширината на един косъм.

2) Compact мюон соленоид. Този детектор е предназначена за общо предназначение. В такъв детектор търсят нови явления и, например, да търсите частицата Хигс.

3) детектор LHCb. Значението на това устройство е да се търси за кварките и частиците им противоположни - антикварка.

4) тороидални инсталация ATLAS на. Този детектор е предназначен за фиксиране на мюони.

5) Alice. Този детектор заснема сблъсък оловни йони, и протон-протонни сблъсъци.

Трудности, започващи на LHC

Въпреки факта, че наличието на високи технологии премахва възможността за грешки на практика всичко е различно. По време на забавяне, както и времето за провала на събранието на газта. Аз трябва да кажа, че тази неочаквана ситуация не беше. Устройството съдържа много нюанси и изисква такава точност, че учените очакват подобни резултати. Например, един от проблемите, пред които са изправени, че учените по време на старта - отказът на магнита, който се фокусира греди на протоните непосредствено преди сблъсъка. Този сериозен инцидент е бил причинен от унищожаването на планината, поради загубата на свръхпроводящ магнит.

Този проблем възниква през 2007 година. Поради това, пускането на ускорителя отлагано няколко пъти, а през юни на пазара се е осъществявало, почти година ускорител все още започнало.

Последният старт на ускорителя е била успешна, тя събира много терабайта данни.

Hadron Collider, стартирането на който се проведе на 5 април 2015 г., успешно работи. През месец греди ще гонят около пръстена, постепенно увеличаване на мощността. Целите на проучването като такива, не. сблъсък енергийни лъчи ще бъдат увеличени. Стойността на лифт от 7 до 13 TeV TeV. Това увеличение ще позволи да видите нови възможности в сблъсък на частици.

През 2013 и 2014 година. са сериозни технически прегледи на тунели, ускорители, детектори и друго оборудване. Резултатът е 18 биполярни магнити са свръхпроводящи функция. Трябва да се отбележи, че общият брой от тях е 1232 броя. Въпреки това, останалите магнитите не са преминали незабелязано. В противен случай ние замени системата за защита срещу охлаждане, поставете подобри. Също така подобрена охладителната система на магнити. Това им позволява да останат при ниски температури, с максимална мощност.

Ако всичко върви добре, следващото стартиране на педала на газта ще се проведе само след три години. Чрез този период са насрочени планираната работа за подобряване на техническата проверка на ускорителя.

Трябва да се отбележи, че ремонтът струва и стотинка, без да се отчита цената. Hadron Collider, тъй като от 2010 година е с цена, равна на 7,5 млрд. Евро. Тази цифра показва на целия проект на първо място в списъка на най-скъпите проекти в историята на науката.

Актуално

Hadron Collider, стартирането на който се проведе след почивката, е била успешна. Интересни данни са събрани. Например, беше представено доказателство, че модерната идея за правилните частици. Това става възможно благодарение на правилното функциониране на детекторите CMS и LHCb. Тези детектори разпад BS уловена от две мезон, който е директен вярност доказателства съвременните теории.

Струва си да си зададе въпроса, как е доказателство за тази теория. Един от начините - това е залавянето на нови частици. Това означава, че ако сблъсък ще има нови елементарни частици, което означава, че съвременната теория трябва да бъдат преразгледани.

Учените концентрира вниманието върху частицата, защото тя може да покаже, или най-малкото да отворят вратата по посока на суперсиметрията. Това е един добър старт за по-нататъшно обучение и работа в център за научни изследвания в Женева.

Каква е следващата стъпка?

След ще се случи следващата модернизация на ускорителя ще има за задача по-нататъшно проучване на частици. По-специално, ще бъде необходимо, за да научите повече за бозона на Хигс. Въпреки факта, че за това откритие е удостоен с Нобелова награда, не всички от неговите свойства напълно изяснен и доказан. Ето защо, учените имат дълга и трудна работа по изследване на тази невероятна частици.

В допълнение, трябва да продължим да работим, за да докажат или опровергаят теорията за суперсиметрията. Въпреки че изглежда малко фантастично, но тя има право да съществува. Не мислете, че цялото внимание се дава само на първия въпрос от значение за всеки проект има свой собствен екип от учени, които работят в тази област.

Разбира се, това не е всички задачи, които трябва да бъдат адресирани до учени. С всеки нов терабайт информация, получена списък с въпроси непрекъснато се допълват, и техните отговори могат да се разгледат през годините.