Φανταστική μηχανή που ανακάλυψε το μποζόνιο Higgs

• Μια φανταστική μηχανή που ανακάλυψε το μποζόνιο Higgs

Πρόσφατα, επιστήμονες από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών CERN στην Ελβετία ανακάλυψαν το μποζόνιο Higgs - «σωματίδιο του Θεού» ένα υποατομικό σωματίδιο που ονομάζεται Η αναζήτηση για «θεία» σωματίδια ήταν σχεδόν 50 χρόνια. Σε θέση να ανιχνεύσει το μποζόνιο Higgs στα πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, τον κύριο δακτύλιο επιταχυντή που είναι στα 27 χιλιομέτρων υπόγειο τούνελ.

Higgs είναι ένα ουσιαστικό στοιχείο του Τυποποιημένου Μοντέλου - φυσική θεωρία που περιγράφει την αλληλεπίδραση του συνόλου των στοιχειωδών σωματιδίων: αυτό εξηγεί την παρουσία του φαινομένου της μάζας.

Θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά με ένα φανταστικό μηχάνημα αξίας 6 δις $, το οποίο ανακάλυψε το μποζόνιο Higgs. Καλώς ήλθατε στον κόσμο των υποατομικών σωματιδίων!

Φανταστική μηχανή που ανακάλυψε το μποζόνιο Higgs

Στη φωτογραφία: Άγγλος φυσικός, μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Εδιμβούργου Peter W. Χιγκς. Ήταν αυτός που στη δεκαετία του '60 προέβλεψε την ύπαρξη του μποζονίου Higgs, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη μάζα των στοιχειωδών σωματιδίων. Στις ομιλίες τους, ο Πέτρος είπε ότι εάν το Higgs δεν βρεθεί, θα σημαίνει ότι ο ίδιος και πολλοί άλλοι φυσικοί δεν καταλαβαίνουν περισσότερα για το πώς οι αλληλεπιδράσεις των στοιχειωδών σωματιδίων.

Το σωματίδιο Higgs είναι τόσο σημαντικό το γεγονός ότι ο Αμερικανός φυσικός και νομπελίστας Leon Lederman αποκάλεσε «σωματίδιο του Θεού».

Έτσι, όπως ήδη αναφέρθηκε, το μποζόνιο Higgs ανακαλύφθηκε κατά τη διάρκεια των πειραμάτων στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων. Χτίστηκε στο Κέντρο Ερευνών του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Πυρηνικών Ερευνών (CERN) κοντά στη Γενεύη, στα σύνορα της Ελβετίας και της Γαλλίας.

Large Hadron Collider είναι το μεγαλύτερο ερευνητικό κέντρο στον κόσμο. Αυτό είναι ένα γιγάντιο επιταχυντή σωματιδίων σχεδιαστεί για να επιταχύνουν πρωτόνια και βαρέα ιόντα. Ας δούμε πώς δημιουργήθηκε. Στη φωτογραφία: η περί υπόγειας σήραγγας στη Γαλλία και την Ελβετία, με περίμετρο περίπου 27 χιλιομέτρων, 2.000 χρόνων. Το βάθος της τοποθεσίας σήραγγας - 50 175 μέτρα.

Στην κατασκευή και την έρευνα συμμετείχαν περισσότερα από 10.000 επιστήμονες και μηχανικοί από περισσότερες από 100 χώρες, συμπεριλαμβανομένης της από τη Ρωσία.

Στη φωτογραφία: η μηχανική τοποθέτηση του ανιχνευτή ATLAS αδρονίων θερμιδομέτρηση, το οποίο είναι ακριβώς σχεδιαστεί για να αναζητήσετε το μποζόνιο Higgs και «μη τυπική φυσική», ιδίως σκοτεινή ύλη. Όλα στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων είναι 4 κύριες και 3 βοηθητικό ανιχνευτή. 12, Αυγούστου του 2003.

Η μεγάλη επιταχυντής ονομάζεται λόγω του μεγέθους τους: το μήκος του κύριου επιταχυντή δακτυλίου είναι 26.659 μέτρα. Πηγαίνετε γύρω από την 27 χιλιομέτρων υπόγειο τούνελ, έχουν σχεδιαστεί για να φιλοξενήσει το κυκλικό επιταχυντή, το καλύτερο είναι να μεταφέρει.

Το ηλεκτρομαγνητικό θερμιδόμετρο - μια συσκευή που μετρά την ενέργεια των σωματιδίων. Στην συναρμολογημένη μορφή, είναι ένα ύψος τοιχώματος των 6 μέτρων και 7 μέτρα σε πλάτος. Αποτελείται από 3300 τεμάχια.

Η ιδέα της κατασκευής του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων γεννήθηκε το 1984 και εγκρίθηκε επίσημα δέκα χρόνια αργότερα. Η κατασκευή του ξεκίνησε το 1998.

Στη φωτογραφία: ο δακτύλιος επιταχυντής του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων, που βρίσκεται σε ένα υπόγειο τούνελ ακριβώς κάτω από το Διεθνές Αεροδρόμιο της Γενεύης.

Επιταχυντή Αδρονίων καλείται από το γεγονός ότι επιταχύνει αδρόνια, δηλαδή βαριά σωματίδια που αποτελούνται από κουάρκ.

Η παράδοση στον τόπο του μηχανικού ανιχνευτή μαγνητικής ATLAS.

Ο κύριος σκοπός της κατασκευής του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων υπήρξε βελτίωση ή διάψευση του Τυποποιημένου Μοντέλου - η θεωρητική δομή της φυσικής, ο σχηματισμός των οποίων ολοκληρώθηκε το 1960-1970, περιγράφει στοιχειώδη σωματίδια και τρεις από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις (εκτός από τη βαρύτητα): ισχυρές, ασθενείς, και την ηλεκτρομαγνητική. Το κύριο καθήκον του LHC ήταν να αποδείξει πειραματικά την ύπαρξη του μποζονίου Higgs. Βρέθηκε τέταρτης Ιουλίου του 2012.

Αποτελεί αναπόσπαστο τμήμα του ALICE - ένα από τα έξι πειραματικών μονάδων που κατασκευάστηκαν στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων. 3584 μολύβδου κρύσταλλοι βολφραμικό. ALICE έχει βελτιστοποιηθεί για να μελετήσει συγκρούσεις των βαρέων ιόντων.

Η πειραματική διάταξη ALICE.

Η επίσημη έναρξη του επιταχυντή έγινε 10 του Σεπτεμβρίου 2008. Τα δεδομένα προέρχονται από το Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, που υποβάλλονται σε επεξεργασία σε 140 κέντρα δεδομένων που βρίσκονται σε 33 χώρες σε όλο τον κόσμο. Κάθε χρόνο, θα πρέπει να χειριστεί 15 εκατομμύρια gigabytes δεδομένων!

ανιχνευτή ATLAS κατά τη συναρμολόγηση. Οι συνολικές διαστάσεις του ανιχνευτή ATLAS: μήκος - 46 μέτρα, διάμετρος - 25 μέτρα, το συνολικό βάρος - περίπου 7000 τόνους. Σε αυτό το πείραμα ο ανιχνευτής πραγματοποιήσει το ίδιο όνομα, έχουν σχεδιαστεί για να ψάξετε βαρέως στοιχειώδη σωματίδια, συμπεριλαμβανομένου του ανακαλύφθηκαν πρόσφατα μποζόνιο Higgs.

ανιχνευτή ATLAS.

Compact Muon Solenoid - ένα από τα δύο μεγάλα ανιχνευτή σωματιδίων τμήμα, που δημιουργήθηκε από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών και έχει σχεδιαστεί για τη μελέτη των ιδιοτήτων του μικρόκοσμου. Βρίσκεται σε μια υπόγεια σπηλιά των εντυπωσιακών διαστάσεων: 53 μέτρα μήκος, 27 μέτρα πλάτος και 24 μέτρα ύψος.

Ο Άγγλος φυσικός Πίτερ Χιγκς, το όνομα του οποίου ονομάστηκε μποζόνιο. Δίπλα από τον ανιχνευτή ATLAS, τον Απρίλιο του 2008.

Οι παρατηρήσεις των μποζονίων Higgs όχι μόνο θα επιτρέψει να κατανοήσουμε την προέλευση της μάζας, αλλά επίσης να βοηθήσει να διαλευκάνουν το μυστήριο της σκοτεινής ύλης.

Η συναρμολόγηση του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων, 16 Ιουνίου 2008.

27 χιλιομέτρων υπόγειο τούνελ περιλαμβάνει δύο σωλήνες οι οποίοι είναι παράλληλοι και τέμνονται μόνο στις θέσεις των ανιχνευτών. Στη φωτογραφία: ένα γραμμικό επιταχυντή της χαμηλής ενέργειας σωματίδια Linac2, που βρίσκεται σε ένα υπόγειο τούνελ. Σύνολο Large Hadron Collider έχει έξι κύρια επιταχυντές.

εσωτερικό ανιχνευτή

ATLAS. Ο ανιχνευτής παράγει ένα τεράστιο όγκο πληροφοριών - περίπου 1 petabyte = 1.024 terabytes των «πρώτων» δεδομένων ανά δευτερόλεπτο!

Στο πείραμα ATLAS, παρακολούθησαν περίπου 2000 επιστήμονες και μηχανικοί από 165 πανεπιστήμια και εργαστήρια σε 35 χώρες, συμπεριλαμβανομένης της από τη Ρωσία.

Μια φανταστική μηχανή - ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων. Στη φωτογραφία: μια καθολική ανιχνευτή σωματιδίων - Compact Muon Solenoid.

Η τιμή του Large Hadron Collider εκτιμήθηκε 3,2 με 6,4 δις ευρώ, καθιστώντας το το πιο ακριβό επιστημονικό πείραμα στην ανθρώπινη ιστορία.

Στη φωτογραφία: μία από τον ανιχνευτή ATLAS τέλος θερμιδομετρητές. Απίστευτα μεγάλες και πολύπλοκες κατασκευές.

Μία άλλη φωτογραφία στοιχειώδες ανιχνευτή σωματιδίων - συμπαγής μιονίου ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας.

Γύρω από το LHC ήταν πολλές φήμες. Για παράδειγμα, αυτό αποτελεί μεγάλο κίνδυνο για την ανθρωπότητα και την έναρξή του θα μπορούσε να οδηγήσει στο τέλος του κόσμου. Οι λόγοι ήταν δηλώσεις από τους επιστήμονες ότι, ως αποτέλεσμα των συγκρούσεων των σωματιδίων στον επιταχυντή μικροσκοπικές μαύρες τρύπες μπορεί δήθεν να σχηματιστεί: τότε υπήρχαν απόψεις που μπορούν να «ρουφήξει» όλα της Γης μας.

Επίσης, υπήρχαν φόβοι ότι η ανακάλυψη του μποζονίου Higgs θα προκαλούσε ανεξέλεγκτη ανάπτυξη των μάζας στο σύμπαν. Υπήρχε ακόμη ανέκδοτο: «Οι φυσικοί έχουν μια παράδοση - κάθε 14 δισεκατομμυρίων χρόνων για να συγκεντρώσει και να εκτελέσετε το LHC.» Ο λόγος για τις φήμες αποδείχθηκε ότι ήταν κοινότοπο: τα λόγια των επιστημόνων έχουν στρεβλωθεί και να παρερμηνευθεί από τους δημοσιογράφους. επιταχυντή δακτύλιο

Τοποθέτηση σε ένα υπόγειο τούνελ.

εργάζεται εντός θερμιδόμετρο τοποθέτηση σπήλαια (ένα όργανο που μετρά την ενέργεια των σωματιδίων) στον ανιχνευτή ATLAS.

Ακόμη περισσότερο. Μετά το τέλος της συνεδρίασης το 2012, ο επιταχυντής θα κλείσει για μια μακροπρόθεσμη αποκατάσταση. Επισκευές θα πρέπει να θεωρείται ότι διαρκεί τουλάχιστον ένα και ενάμιση χρόνο και θα αναλάβει το σύνολο του 2013. Μερικοί επιστήμονες από τις ΗΠΑ και την Ιαπωνία προσφέρουν μετά που εργάζονται για το Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων να αρχίσουν οι εργασίες για ένα νέο Very Large Hadron Collider.

Στη φωτογραφία: Οκτώ σωλήνες - ένας μαγνήτης γύρω από το θερμιδόμετρο. Όλα αυτά μεγάλο σχέδιο αποτελεί μέρος ενός από τους ανιχνευτές σωματιδίων στον LHC.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες ανακάλυψαν το μποζόνιο Higgs μπορεί να ρίξει φως σχετικά με την προέλευση του σύμπαντος και να κατανοήσουν ότι το σύμπαν μας τις πρώτες στιγμές μετά το Big Bang.