Hadronski trkalnik: Začetek. Veliki hadronski trkalnik, zakaj? Kje je?

Zgodovina plin, ki ga poznamo danes, ko se začne Veliki hadronski trkalnik več od leta 2007. Sprva se je začelo s kronologijo pospeševalnika v ciklotronom. Naprava je majhna naprava, ki z lahkoto prilega na mizi. Nato se je zgodba pospeševalnikov postopoma razvila. Pokazalo se je sinhrotron in sinhrotron.

V zgodovini je morda najbolj zabavno je bilo v obdobju od 1956 do 1957 let. V času, Sovjetska znanost, še posebej fizike, ni zaostajala tujih bratov. Uporaba nakopičenih let izkušenj, sovjetski fizik imenovan Vladimir Veksler naredili preboj v znanosti. So bila ustvarjena najmočnejši sinhrotron v tistem času. Njegova delovna prostornina je 10 GeV (10 milijard elektronskih voltov). Potem, ko je to odkritje že ustvarili resne primere pospeševalnikov: Velik trkalniku elektronov in pozitronov, pospeševalec, švicarski, Nemčija, Združene države Amerike. Vsi imajo en skupni cilj - študijo osnovnih delcev iz kvarkov.

Veliki hadronski trkalnik je nastal na prvem mestu, zahvaljujoč prizadevanjem italijanskega fizika. In mu je bilo ime Carlo Rubbia, Nobelov nagrajenec. V času svojega delovanja Rubbia delal kot režiser v Evropski organizaciji za jedrske raziskave. Odločeno je bilo zgraditi in zagnati LHC je na kraju samem raziskovalni center.

Kje hadronski trkalnik?

Trkalnik na meji med Švico in Francijo. Dolžina obodu je 27 kilometrov, in tako se imenuje velika. pospeševalnik obroč sega od 50 do 175 metrov. Magnet 1232 je nastavljena Collider. So superprevodni, kar pomeni, da se lahko razvije največjo pogojev za pospešek, saj so stroški energije takih magnetov praktično ni. Skupna teža vsakega magneta je 3,5 ton v dolžini 14,3 m.

Kot vsak fizični objekt, Large Hadron Collider proizvaja toploto. Zato je potrebno nenehno kul. V ta namen se temperatura vzdržuje na 1,7 K uporabi 12 milijonov litrov tekočega dušika. Poleg tega je tekoči helij (700.000 litrov) za hlajenje in najpomembneje - se uporabi tlak, ki je desetkrat nižji od normalnega atmosferskega tlaka.

Temperatura 1,7 K Celzija je -271 stopinj. Taka temperatura je skoraj blizu absolutne ničle. Absolutno nič se imenuje najnižjo možno mejo, ki lahko fizično telo.

Notranji del predora ni manj zanimiv. Obstajajo niobij-titanovih superprevodne kabel z možnostmi. Njihova dolžina je 7600 kilometrov. Skupna teža je 1.200 ton kablov. Notranjost kabla - pletež žic 6300 v skupni razdalji 1,5 milijarde kilometrov. Ta dolžina je enaka 10 astronomskih enot. Na primer, razdalja od zemlje do sonca je 10 takšnih enot.

Če govorimo o svoje geografske lege, je mogoče reči, da je trkalnik obroči leži med mestoma Saint-Genis in Forno Voltaire, ki se nahaja na francoski strani, kot tudi Marin in Vessurat - s švicarski strani. Mala obroč, ki se imenuje PS, se razteza vzdolž meje premera.

raison d'être

Da bi lahko odgovorili na vprašanje "Kaj je LHC", boste morali obrniti na znanstvenike. Mnogi znanstveniki pravijo, da je to super izum za celotno obdobje obstoja znanosti, in da je znanost brez njega, za katerega je znano, da nam je danes, samo nima smisla. Obstoj in začetek Velikem hadronskem trkalniku so zanimive, da je trčenje delcev v LHC eksplozija. Vsi drobni delci razpršijo v različne smeri. V nove delce, ki lahko pojasni obstoj in pomen veliko.

Prva stvar, da so znanstveniki poskušali najti teh delcev strmoglavilo - to je teoretično napovedujejo fizik Peter Higgs osnovni delec, ki se imenuje "Higgsov bozon". To omamljanje delcev je nosilec podatkov, se šteje. Vendar se imenuje "delec Boga". odpiranjem bi premakniti znanstvenikom razumeti vesolje. Treba je opozoriti, da je v letu 2012, 4. julija, hadronski trkalnik (zagnati delno uspelo), da pomaga najti podoben delec. Do danes, znanstveniki se trudijo, da ga podrobno preučiti.

Kako dolgo bo ...

Seveda, vprašanje se postavlja, zakaj so znanstveniki tako dolgo za študij teh delcev. Če imate napravo, jo lahko zaženete, in vsakič, ko za snemanje več podatkov. Dejstvo, da je delo LHC - to je drago užitek. Ena izstrelitev stane veliko vsoto. Na primer, letna poraba energije znaša 800 milijonov. KW / h. Ta količina porabljene energije na mesto, kjer živi okoli 100 tisoč evrov. Man, na povprečnih standardov. To ne vključuje stroškov vzdrževanja. Še en razlog - je, da LHC eksplozija, ki se pojavi, ko luknjičaste protone, vezanih na proizvodnjo veliko količino podatkov: računalniško berljive podatke, tako, da je obdelava traja veliko časa. Tudi kljub dejstvu, da je moč računalnikov, ki so prejemniki podatkov, tudi velik po današnjih standardih.

Še en razlog - ni nič manj znana temna snov. Znanstveniki delajo s trkalnika v tej smeri, zagotovljeno, da je v vidnem območju v vesolju le 4%. Predpostavlja se, da je ostalo - to je temna snov in temna energija. Eksperimentalno poskuša dokazati, da je ta teorija pravilna.

Hadronski trkalnik: za ali proti

Predstavila teorijo temne snovi vprašljiva varnost obstoja LHC. Se je pojavilo vprašanje: "Hadron Collider: za ali proti?" Bil je zaskrbljen veliko znanstvenikov. Vsi veliki umi sveta so razdeljeni v dve kategoriji. "Nasprotniki" so predložili zanimivo teorijo, da če obstaja taka stvar, potem mora biti njeno nasprotje delcev. In trčenja delcev v pospeševalniku prikaže temnejši del. Obstajala je nevarnost, da v temni del in del, ki smo videli obraz. Potem bi to lahko pripeljalo do smrti vesolja. Vendar pa je po prvem zagonu LHC je bila ta teorija deloma pretrgana.

Naslednja pomembnejša pride do eksplozije v vesolju, ali bolje - rojstvo. Domneva se, da je trčenje lahko opazimo, kako je vesolje obnaša v prvih sekundah obstoja. Način, kako je pogledala po izvoru Big Bang. Domneva se, da je proces trčenja delcev zelo podoben tistemu, ki je bil na začetku rojstvu vesolja.

Vsaj ena čudovita ideja, ki preverja znanstveniki - to je eksotičnih modelov. Zdi se neverjetno, vendar je teorija, ki kaže, da obstajajo tudi druge dimenzije in vesolja, kot smo ljudje. In Nenavadno je, za plin in so sposobni pomagati.

Preprosto povedano, je namen obstoja pospeševalnika je razumeti, kaj je vesolje, kako je bila ustvarjena, dokazati ali ovreči vse obstoječe teorije delcev in s tem povezanih pojavov. Seveda bi to trajalo več let, vendar se z vsakim začetkom, novih odkritij, ki obrne svet znanosti.

Dejstva o pospeševalniku

Vsakdo ve, da je pospeševalnik pospešuje delce do 99% hitrosti svetlobe, vendar ne veliko ljudi ve, da je odstotek enak 99.9999991% od hitrosti svetlobe. Ta neverjetna številka smiselno zaradi popolne zasnove in močni magneti pospešiti. Prav tako moramo opozoriti nekaj manj znanih dejstev.

Številke, proizvedenih v trku delcev med pospeševanjem

Število protonov v kup	do 100 milijard. (1011)
število šopkov	do 2.808
Število poteka proton nosilcev v detektorja coni	do 31 milijonov. druga območja 4
Število trkov delcev v presečišču	do 20
Volumen na podatkih trka	približno 1,5 MB
Količin delcev Higgs	1 bit vsakih 2,5 sekund (pri polni jakosti svetlobnega pramena in v skladu z določenimi predpostavkami o lastnostih delcev Higgs)

Približno 100 milijonov. Tokovi podatkov, ki prihajajo iz vsake od dveh glavnih detektorjev lahko v nekaj sekundah za dokončanje več kot 100.000 CD-jev. V samo enem mesecu dosegla število diskov takšno višino, da ko se določijo v sklad, bi bilo dovolj, da luno. Zato se je odločil, da ne zbere vse podatke, ki prihajajo iz detektorjev, ampak samo tisti, ki so dovoljeni za uporabo sistema zbiranja podatkov, ki je v resnici deluje kot filter za podatke. Odločeno je bilo, da samo za snemanje 100 dogodkov, ki so se zgodili v času eksplozije. Posneti ti dogodki bodo arhivirati podatkovno središče LHC sistema, ki se nahaja v Evropskem laboratoriju za fiziko delcev, ki je tudi kraj položaja pedala za plin. Bo treba zabeležiti dogodke, ki so bile posnete, in tiste, ki predstavljajo znanstvene skupnosti največje zanimanje.

naknadno obdelavo izpušnih plinov

Po snemanju sto kilobajtov podatkov, ki se obdelujejo. V ta namen več kot dva milijona računalnikov se nahaja v CERN. Namen teh računalnikov je obdelava surovih podatkov in oblikovanje svoje baze, ki bo koristno za nadaljnjo analizo. Nadalje bodo ustvarjeni podatkovni tok usmerjen k računalniškega omrežja GRID. To spletno omrežje povezuje na tisoče računalnikov, ki se nahajajo v različnih ustanovah po vsem svetu, ki se veže več kot sto večjih centrov, ki se nahajajo na treh kontinentih. Vse te točke so povezane s CERN uporabo optičnih vlaken - za maksimalno hitrostjo prenosa podatkov.

Ko že govorimo o dejstvih, da je potrebno omeniti tudi o strukturi fizičnih kazalnikov. Predor pospeševalnika je odklon 1,4% od vodoravne ravnine. To se je zgodilo na prvem mestu, da dajo večino predor pospeševalnika v monolitni skali. Tako je globina postavitve na nasprotnih straneh, so različni. Če predpostavimo, iz jezera, ki se nahaja v bližini Ženeve, globina je 50 metrov. Nasprotni del ima globino 175 metrov.

Zanimivo je, da je lunina mena vplivajo na plin. Morda se zdi kot oddaljen objekt lahko delujejo na daljavo. Vendar pa je treba opozoriti, da v času polne lune, ko pride do povečanja zemljišč na območju v Ženevi, dviga kar za 25 centimetrov. To vpliva na dolžino trkalnika. Dolžina tem poveča za 1 milimeter in energijski curek spremeni za 0,02%. Ker mora biti energija nadzor snopa potekala do 0,002%, morajo raziskovalci upoštevati ta pojav.

Zanimivo je tudi, da je trkalnik tunel obliko osmerokotnik namesto kroga, saj so številni. Koti oblikovana kratkih odsekih. Urejene so fiksne detektorje in sistem, ki upravlja pospešeno žarek delcev.

struktura

Hadronski trkalnik, katerega začetek je povezan z veliko podrobnostmi in razburjenje znanstvenikov - neverjetno napravo. Vse pospeševalnika je sestavljen iz dveh plošč. Majhna obroč imenovano protonske sinhrotronska ali uporaba okrajšave - PS. Velik prstan - Super Proton sinhrotronsko, ali SPS. Skupaj sta obroča omogoči odsek razpršijo 99,9% hitrosti svetlobe. Tako trkalnik povečanje in energijo protonov, povečanje njihove celotne energije za 16-krat. Omogoča tudi delci trčijo med seboj približno 30 Mill. Ura / y. 10 ur. 4 glavne detektorji dobimo največ 100 terabajtov digitalnih podatkov na sekundo. Prejemanje podatkov zaradi posameznih dejavnikov. Na primer, lahko zazna elementarne delce, ki imajo negativen električni naboj, in imajo pol-spin. Ker so ti delci nestabilne, nato usmeri njihova detekcija nemogoče je mogoče odkriti le njihova energija se oddaja pod določenim kotom na os svetlobnega pramena. Ta korak se imenuje prva stopnja sprožilec. Ta korak je sledilo več kot 100 posebnih podatkovnih kartic, ki so vključeni v izvajanje logike. Ta del je označen s tem, da med prejema podatkov je izbor več kot 100 tysyach podatkovnih blokov v eni sekundi. Nato se ti podatki uporabljeni za analizo, ki se pojavi ob uporabi mehanizem višji ravni.

Next Level Systems, nasprotno, dobijo informacije iz vseh toka detektorja. Programska oprema detektor deluje v omrežju. Tam bo uporabil veliko število računalnikov za obdelavo poznejših blokov podatkov, povprečni čas med bloki - 10 mikrosekund. Programi bodo morali ustvariti oznako delcev, ki ustreza prvotne točke. Rezultat je niz podatkov oblikujejo sestavljen iz zagona, energije in druge poti, ki so nastale v enem primeru.

pospeševalnik deli

Vse pospeševalnika lahko razdelimo v 5 glavnih delov:

1) elektron-pozitron pospeševalnik collider. Del je približno 7 tysyach magneti z superprevodnih lastnosti. Z njimi se pojavi skozi obročasto smeri predora pramen. In tudi, da se osredotoči na žarek v en tok, katerega širina zmanjša na širino lasu.

2) Kompaktna Muon elektromagnet. Ta detektor je namenjen za splošne namene. V takem detektor iščejo nove pojave, na primer, iskanje Higgsov delec.

3) Detektor LHCb. Pomen te naprave za iskanje kvarkov in delcev, ki jih nasprotujoči - antikvarkov.

4) toroidni namestitev Atlas. Ta detektor je namenjen za pritrditev na muons.

5) Alice. Ta detektor ulovi trka vodstvo ione in proton-proton trčenja.

Težave zagonom LHC

Kljub temu, da je prisotnost visoke tehnologije odpravlja možnost napak v praksi vse drugače. Med zamudo, kot tudi v času okvare sklopa pospeševalnika. Moram reči, da je ta nepričakovana situacija ni bilo. Naprava vsebuje veliko odtenkov in zahteva takšno natančnost, da znanstveniki pričakujejo podobne rezultate. Na primer, eden od problemov, ki se soočajo znanstveniki v začetku - zavrnitev magneta, ki je usmerjena snopa protonov tik pred trkom. Ta huda nesreča je povzročila uničenje gori zaradi izgube superprevodni magnet.

Ta problem je nastal v letu 2007. Zaradi nje je zagon trkalnika večkrat preložena, in v juniju se je zgodil začetek, skoraj eno leto trkalnik še ni začelo.

Zadnji zagon trkalnika je bil uspešen, se zbira več terabajtov podatkov.

Hadronski trkalnik, katerega začetek je potekala 5. aprila 2015, uspešno deluje. Med bodo mesecu tramovi lovil okoli obroča, postopoma povečuje moč. Cilji za študij kot tak, ne. trčenje energije grede se bo povečala. Vrednost dvigala od 7 do 13 TEV TeV. To povečanje bo omogočilo, da vidim nove priložnosti pri trku delcev.

V letih 2013 in 2014. so resni tehnični pregledi predorov, pospeševalniki, detektorji in druge opreme. Rezultat je bil 18 bipolarne magneti so superprevodni funkcijo. Opozoriti je treba, da je skupno število teh 1232 kosov. Vendar pa so preostale magneti ni ostalo neopaženo. V nasprotnem primeru bi zamenjali sistem zaščite pred ohladitvi, put izboljšalo. Izboljšala se je tudi hladilni sistem magnetov. To jim omogoča, da ostanejo pri nizkih temperaturah, z največjo močjo.

Če bo šlo vse dobro, bo naslednji zagon pospeševalnika potekajo šele po treh letih. Skozi to obdobje se načrtuje načrtovano delo za izboljšanje, tehnični pregled trkalnika.

Opozoriti je treba, da so stroški popravila peni, ne glede na ceno. Hadronski trkalnik, od leta 2010 ima vrednost, ki je enaka 7,5 milijarde EUR. Evra. Ta slika prikazuje celoten projekt na prvem mestu na seznamu najdražjih projektov v zgodovini znanosti.

Zadnje novice

Hadronski trkalnik, katerega začetek je potekala po premoru, je bila uspešna. Zanimivi podatki so bili zbrani. Na primer, je bil predstavljen dokaz, da sodobni ideji pravilnih delcev. To je bilo mogoče zaradi za pravilno delovanje detektorjev CMS in LHCb. Ti detektorji gniloba BS ujela z dvema mezonov, ki je Neposreden dokaz zvestobe sodobne teorije.

To je vredno vprašati vprašanje, kako je dokaz za to teorijo. Eden od načinov - to je zajem novih delcev. To pomeni, da če bo trk bo novi osnovni delci, kar pomeni, da mora biti sodobna teorija pregledati.

Znanstveniki pozornost usmerila na delec, saj lahko pokažejo, ali vsaj odpreti vrata v smeri supersimetriji. To je dober začetek za nadaljnji študij in delo v centru za znanstvene raziskave v Ženevi.

Kaj sledi?

Ko se bo zgodilo naslednje posodobitve trkalnika bo zadolžen za nadaljnji študij delcev. Predvsem pa bo potrebno, da se naučijo več o Higgsov bozon. Kljub temu, da za je bilo to odkritje prejel Nobelovo nagrado, ne vseh svojih lastnosti v celoti razumejo in dokazano. Zato znanstveniki imajo dolgo in težko delo na študiju tega neverjetno delcev.

Poleg tega je treba še naprej delati dokazati ali ovreči teorijo supersimetriji. Čeprav se zdi nekoliko fantastično, vendar pa ima pravico do obstoja. Ne mislite, da je vsa pozornost namenjena samo na prvo vprašanje pomembno za vsak projekt ima svojo ekipo znanstvenikov, ki delajo na tem področju.

Seveda pa to ni vse naloge, ki jih je treba obravnavati, da znanstveniki. Z vsako novo terabajt podatkov prejela seznam vprašanj nenehno dopolnjujejo, in njihovi odgovori lahko pogledal v preteklih letih.