Kymmenen Vuotta Suurten Hadronien Kolarittimesta: Mitä Löytöjä On Tehty Ja Mitä Tapahtuu Seuraavaksi - Vaihtoehtoinen Näkymä

Sisällysluettelo:

Kymmenen Vuotta Suurten Hadronien Kolarittimesta: Mitä Löytöjä On Tehty Ja Mitä Tapahtuu Seuraavaksi - Vaihtoehtoinen Näkymä
Kymmenen Vuotta Suurten Hadronien Kolarittimesta: Mitä Löytöjä On Tehty Ja Mitä Tapahtuu Seuraavaksi - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Kymmenen Vuotta Suurten Hadronien Kolarittimesta: Mitä Löytöjä On Tehty Ja Mitä Tapahtuu Seuraavaksi - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Kymmenen Vuotta Suurten Hadronien Kolarittimesta: Mitä Löytöjä On Tehty Ja Mitä Tapahtuu Seuraavaksi - Vaihtoehtoinen Näkymä
Video: Nuorten Akatemiaklubi 15 2 2016 2024, Maaliskuu
Anonim

Tänä vuonna täytetään 10 vuotta Big Hadron Colliderista. LHC: tä korjataan jatkuvasti, se jää eläkkeelle vasta 22 vuoden kuluttua.

Kymmenen vuotta on kulunut Large Hadron Collider (LHC) - yhden monimutkaisimmista koneista, joita ihmiskunta on koskaan luonut. LHC on maailman suurin hiukkaskiihdytin, joka on haudattu 100 metriä Sveitsin ja Ranskan rajan alle ja sijaitsee 27 kilometrin säteellä.

Suureen hadronikohoajan 10. vuosipäivään mennessä KP muistuttaa työnsä tärkeimmistä päivämääristä ja pohtii, mitä sillä tapahtuu seuraavaksi.

Onnistunut käynnistäminen ja ensimmäiset ongelmat

Euroopan ydintutkimusjärjestön (CERN) ponnistelujen avulla 10. syyskuuta 2008 ensimmäinen protonisäde kulki onnistuneesti suprajohtavien magneettien 27 km: n renkaan ympäri. LHC on virallisesti valmis ja käynnissä.

Tänä aikana tämä oli merkittävä saavutus tuhansille tutkijoille, insinööreille ja teknikkoille. He viettivät vuosikymmeniä suunnittelemalla ja rakentamalla valtavan maanalaisen koneen, joka auttaisi vastaamaan maailmankaikkeutta ja sen alkuperää koskeviin kysymyksiin, luomalla olosuhteet uudelleen 13,7 miljardia vuotta sitten tapahtuneen Ison räjähdyksen jälkeen.

Yli 10 miljardin dollarin kone aloitti kuitenkin toimintahäiriön melkein heti. 22. syyskuuta 2008 tapahtui vaaratilanne, joka vaurioitti 50 LHC: n yli 6000 magneettia - kriittinen protonien pitämiseksi liikkumassa pyöreää polkuaan pitkin. Korjaus kesti yli vuoden, ja maaliskuussa 2010 törmäyslaite aloitti toimintansa uudelleen. Vianmäärityksen kustannukset olivat yli 40 miljoonaa dollaria.

Mainosvideo:

Jättiläisessä maanalaisessa törmäyksessä korkean energian protonit, jotka kulkevat valon nopeudella kahdessa vastakääntyvässä sädessä, törmäävät toisiinsa
Jättiläisessä maanalaisessa törmäyksessä korkean energian protonit, jotka kulkevat valon nopeudella kahdessa vastakääntyvässä sädessä, törmäävät toisiinsa

Jättiläisessä maanalaisessa törmäyksessä korkean energian protonit, jotka kulkevat valon nopeudella kahdessa vastakääntyvässä sädessä, törmäävät toisiinsa.

Protonit jatkavat törmäämistä

Jättiläisessä maanalaisessa törmäyksessä korkean energian protonit, jotka kulkevat valon nopeudella kahdessa vastakääntyvässä sädessä, törmäävät toisiinsa. Sen jälkeen hylkyjä seurataan suurilla ilmaisimilla, ja tutkijat tutkivat tuloksia.

CERNin mukaan hiukkaset ovat niin pieniä, että niiden törmäys on kuin rinnakkainen laukaus kahdesta neulasta, jotka ovat 10 kilometrin päässä toisistaan ja kohtaavat puoliväliin.

Läpimurtovuosia

Kolarilaitteen käynnistymisen jälkeen vuonna 2010 alkoi löytö ja menestys. LHC sujui tasaisesti, teho kasvoi hitaasti, samoin kuin hiukkasten törmäysten nopeus, mikä antoi tutkijoille mahdollisuuden etsiä eksoottisia hiukkasia arvokkaalla tiedolla.

2012 oli CERNille läpimurtovuosi. Tutkijat ilmoittivat 4. heinäkuuta, että he olivat tallentaneet valtavan määrän todisteita uuden hiukkasen löytämiseksi - vaikeasti saavutettavan Higgs-bosonin, hiukkasfysiikan standardimallin kääntölaitteen osana Big Bang-tutkimusta, jonka uskotaan antavan massaa muille maailmankaikkeuden kohteille ja olentoille.

Higgs-bosonin löytäminen oli huipentuma monien ihmisten ympäri maailmaa vuosikymmenien kestäneelle älylliselle pyrkimykselle. Kaksi tutkijaa - Peter Higgs Isosta-Britanniasta ja François Engler Belgiasta - saivat fysiikan Nobel-palkinnon. Mutta tämä ei ole tarinan loppu, ja tutkijoiden on tutkittava Higgsin bosonia yksityiskohtaisesti sen ominaisuuksien mittaamiseksi.

Tulevaisuus uudella törmäyslaitteella?

Jotta voitaisiin puuttua uusiin fysiikkakysymyksiin ja saada selkeämpi kuva subatomisesta maailmasta ja uusista ilmiöistä, kuten tumma aine ja tumma energia, LHC: tä päivitettiin jatkuvasti lisäämällä jatkuvasti energiaa ja törmäysten lukumäärää.

Vuonna 2018, kuusi vuotta sen jälkeen, kun hän vahvisti Higgsin bosonin olemassaolon, auto meni kunnostettavaksi. Toistensa kanssa törmättyjen protonien säteet keskitettiin lisäämään hiukkasten törmäysten lukumäärää kymmenkertaiseksi antaen paremmat mahdollisuudet havaita jotain epätavallista. CERN kertoi, että päivityksen jälkeen LHC tuottaa 15 miljoonaa Higgsin bosonia vuodessa, eikä kolmea vuonna 2017 rekisteröityä miljoonaa.

LHC: n on tarkoitus toimia vuoteen 2040 saakka. Mutta CERN ajattelee jo seuraajaaan. Tutkijat ovat kehittämässä malleja suorituskykyisemmälle koneelle, joka tunnetaan nimellä Circular Collider (FCC), laajentaakseen LHC: n kanssa parhaillaan tehtävää tutkimusta.

Pyöreän törmäyslaitteen säde voi olla 80 - 100 kilometriä, mikä lisää partikkelien liikkuvuuden voimakkuutta 100 teraelektronivoltin (TeV) lämpötiloissa. LHC toimii tällä hetkellä 14 TeV: n lämpötilassa. Mutta se on edelleen korvaamaton fysiikan tulevaisuuden kannalta.

GRIGORY PUSHKAREV