Том адрон коллайдер Барилгын өртөг ба түүх. Том адрон коллайдер яагаад хэрэгтэй вэ?

Том Адрон Коллайдер, хэрхэн, яагаад бүтээгдсэн, ямар хэрэгцээтэй байгаа, хүн төрөлхтөнд ямар аюул учруулж болзошгүй талаар цөөн хэдэн баримтууд.

1. LHC буюу Том Адрон Коллайдерын бүтээн байгуулалтыг 1984 онд анх санаачилж, дөнгөж 2001 онд эхлүүлсэн. 5 жилийн дараа буюу 2006 онд янз бүрийн орны 10 мянга гаруй инженер, эрдэмтдийн хүчин чармайлтын үр дүнд Том Адрон Коллайдер дууссан.

2. LHC нь дэлхийн хамгийн том туршилтын байгууламж юм.

3. Тэгвэл яагаад том адрон коллайдер гэж?
Хатуу хэмжээтэй тул том гэж нэрлэсэн: хэсгүүдийн дагуух гол цагирагны урт нь 27 км орчим байдаг.
Хадроник - суулгацаас хойш адрон (кваркуудаас бүрдэх бөөмс) хурдасдаг.
Клайдер - тусгай цэгүүд дээр бие биетэйгээ мөргөлддөг бөөмийн цацраг эсрэг чиглэлд хурдасдагтай холбоотой.

4. Том адрон коллайдер юунд зориулагдсан бэ? LHC бол эрдэмтэд атом, мөргөлдөх ион, протоныг бие биетэйгээ маш хурдтайгаар туршилт хийдэг орчин үеийн судалгааны төв юм. Эрдэмтэд судалгааны тусламжтайгаар орчлон ертөнц үүсэн бий болсон нууцын хөшгийг арилгана гэж найдаж байна.

5. Энэхүү төсөл нь шинжлэх ухааны нийгэмлэгт 6 тэрбум доллар зарцуулсан. Дашрамд дурдахад, ОХУ-аас 700 мэргэжилтнээ ХЭҮК-д шилжүүлсэн бөгөөд өнөөдрийг хүртэл ажиллаж байна. LHC-ийн захиалга нь Оросын компаниудад 120 сая доллар авчирсан.

6. Ямар ч эргэлзээгүйгээр LHC-д хийсэн гол нээлт бол 2012 онд Хиггс бозоны буюу "Бурханы бөөмс"-ийг нээсэн явдал юм. Хиггсийн бозон бол стандарт загварын сүүлчийн холбоос юм. Бак дахь өөр нэг чухал үйл явдал бол 2.36 тераэлектронволтын мөргөлдөөний эрчим хүчний рекорд амжилт юм.

7. Зарим эрдэмтэд, тэр дундаа ОХУ-ын эрдэмтэд CERN-д (цөргөлдөөгч байрладаг Европын цөмийн судалгааны байгууллага) томоохон хэмжээний туршилт хийсний ачаар эрдэмтэд дэлхийн анхны цагийн машин бүтээх боломжтой болно гэж үзэж байна. Гэсэн хэдий ч ихэнх эрдэмтэд хамтран ажиллагсдынхаа өөдрөг үзлийг хуваалцдаггүй.

8. Дэлхий дээрх хамгийн хүчирхэг хурдасгуурын талаархи хүн төрөлхтний гол айдас нь хүрээлэн буй бодисыг барьж авах чадвартай бичил хар нүхнүүд үүссэний үр дүнд хүн төрөлхтөнд заналхийлж буй аюулд тулгуурладаг. Өөр нэг боломжит бөгөөд маш аюултай аюул бий - атомын цөмтэй мөргөлдөх үед бүх шинэ оосор үүсгэж, бүх ертөнцийн бодисыг хувиргах чадвартай оосор (Хачин дусалаас хийсэн) гарч ирэх явдал юм. Гэсэн хэдий ч хамгийн нэр хүндтэй эрдэмтдийн ихэнх нь ийм үр дүн гарах магадлал багатай гэж мэдэгддэг. Гэхдээ онолын хувьд боломжтой

9. 2008 онд Хавайн хоёр иргэн CERN-ийг шүүхэд өгчээ. Тэд CERN-ийг хайхрамжгүй байдлаас болж хүн төрөлхтнийг устгах гэж оролдсон гэж буруутгаж, эрдэмтдээс аюулгүй байдлын баталгаа шаардаж байна.

10. Том Адрон Коллайдер нь Швейцарьт Женевийн ойролцоо байрладаг. CERN-д музей байдаг бөгөөд зочдод коллайдерын зарчим, яагаад баригдсан талаар тодорхой тайлбарласан байдаг.

11 ... Эцэст нь жаахан хөгжилтэй баримт. Яндекс дэх асуулгаас харахад Том Адрон Коллайдерын талаар мэдээлэл хайж буй олон хүмүүс хурдасгуурын нэрийг хэрхэн зөв бичихээ мэдэхгүй байна. Жишээлбэл, тэд "Andronny" гэж бичдэг (мөн NTV-ийн мэдээллүүд нь Андроннитой мөргөлдөөн ямар үнэ цэнэтэй болохыг бичээд зогсохгүй), заримдаа тэд "андроид" гэж бичдэг (Эзэнт гүрэн буцаж ирдэг). Хөрөнгөтний nete-д тэд бас хоцрохгүй бөгөөд "хадрон" -ын оронд "hardon" хайлтын системд ордог (Ортодокс англи хэлээр, хатуу чанга - өргөгч). Беларусь хэл дээрх зөв бичгийн дүрмийн сонирхолтой хувилбар - "Vyalikі gadronny paskaralnіk" нь "Том адрон хурдасгуур" гэж орчуулагддаг.

Адрон коллайдер. Зураг

(эсвэл САВ)- дээр Энэ мөчдэлхийн хамгийн том, хамгийн хүчирхэг бөөмийн хурдасгуур. Энэхүү аварга том машиныг 2008 онд эхлүүлсэн боловч удаан хугацааны турш бага хүчин чадлаар ажиллаж байсан. Энэ нь юу болохыг, яагаад бидэнд том адрон коллайдер хэрэгтэйг олж мэдье.

Түүх, домог, баримтууд

Коллайдер бүтээх санаа 1984 онд гарсан. Мөн коллайдер барих төслийг өөрөө 1995 онд баталж, баталсан. Энэхүү бүтээн байгуулалт нь Европын цөмийн судалгааны төвд (CERN) харьяалагддаг. Ерөнхийдөө коллайдер хөөргөх нь эрдэмтдийн төдийгүй эрдэмтдийн анхаарлыг ихээхэн татсан жирийн хүмүүсбүх дэлхийгээс. Коллайдер хөөргөхтэй холбоотой бүх төрлийн айдас, аймшгийн талаар бид ярилцсан.

Гэсэн хэдий ч одоо ч гэсэн хэн нэгэн LHC-ийн ажилтай холбоотой сүйрлийг хүлээж, Том адрон мөргөлдүүлэгч дэлбэрвэл юу болох бол гэсэн бодолд хагарах нь бүрэн боломжтой юм. Хэдийгээр юуны түрүүнд хүн бүр хар нүхнээс айдаг байсан бөгөөд энэ нь эхлээд микроскопоор томорч, эхлээд коллайдер өөрөө, дараа нь Швейцарь болон дэлхийн бусад улс орнуудыг аюулгүй шингээж авах болно. Устгах гамшиг бас их үймээн самуунд хүргэв. Хэсэг эрдэмтэд барилгын ажлыг зогсоох гэж хүртэл шүүхэд хандсан. Мэдэгдэлд, коллайдер дээр үүсч болох эсрэг бодисын бөөгнөрөл нь материтай хамт устаж эхэлнэ. гинжин урвалмөн бүх орчлон сүйрэх болно. "Ирээдүй рүү буцах" киноны алдарт дүрийн хэлснээр:

Мэдээжийн хэрэг, бүх орчлон ертөнц хамгийн муу хувилбар юм. Хамгийн сайн нь зөвхөн манай галактик. Доктор Эмет Браун.

Одоо яагаад адроник болохыг ойлгохыг хичээцгээе? Үнэн хэрэгтээ энэ нь адронтой ажилладаг, тодруулбал адроныг хурдасгаж, хурдасгаж, мөргөлдүүлдэг.

Адронууд- хүчтэй харилцан үйлчлэлд өртдөг энгийн бөөмсийн ангилал. Адронууд кваркуудаас бүрддэг.

Адронууд нь барион ба мезонд хуваагддаг. Үүнийг хялбар болгохын тулд бидний мэддэг бараг бүх бодис нь барионуудаас бүрддэг гэж хэлье. Илүү хялбаршуулж барионууд нь нуклон (атомын цөмийг бүрдүүлдэг протон ба нейтрон) гэж хэлье.

Том Адрон Коллайдер хэрхэн ажилладаг

Хэмжээ нь маш гайхалтай. Коллайдер нь зуун метрийн гүнд булагдсан цагираг хонгил юм. LHC нь 26,659 метр урт юм. Гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай болсон протонууд Франц, Швейцарийн нутаг дэвсгэрээр газар доорх тойрог хэлбэрээр нисдэг. Нарийвчилж хэлэхэд хонгилын гүн 50-175 метрийн хооронд байна. Хэт дамжуулагч соронзыг нисдэг протонуудын цацрагийг төвлөрүүлж, хязгаарлахад ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн нийт урт нь ойролцоогоор 22 км бөгөөд цельсийн -271 хэмийн температурт ажилладаг.

Коллайдер нь ATLAS, CMS, ALICE, LHCb гэсэн 4 аварга мэдрэгчтэй. Гол том детекторуудаас гадна туслахууд бас байдаг. Илрүүлэгч нь бөөмийн мөргөлдөөний үр дүнг бүртгэх зориулалттай. Өөрөөр хэлбэл, хоёр протон гэрлийн ойролцоо хурдтайгаар мөргөлдсөний дараа юу хүлээж байгааг хэн ч мэдэхгүй. Юу болсон, хаашаа үсэрч, хэр хол ниссэнийг "харах" гэж бүх төрлийн мэдрэгчээр дүүргэсэн детекторууд байдаг.

Том адрон коллайдерын ажиллагааны үр дүн.

Та яагаад мөргөлдүүлэгч хэрэгтэй байна вэ? Дэлхийг сүйрүүлэхгүй нь ойлгомжтой. Бөөмс мөргөлдөх нь ямар учиртай вэ? Орчин үеийн физикт хариултгүй олон асуулт байгаа бөгөөд хурдасгасан бөөмсийн тусламжтайгаар ертөнцийг судлах нь бодит байдлын шинэ давхаргыг шууд нээж, дэлхийн бүтцийг ойлгож, магадгүй гол асуултанд хариулах боломжтой юм. "Амьдралын утга учир, Орчлон ертөнц ба ерөнхийдөө" ...

LHC дээр аль хэдийн ямар нээлт хийсэн бэ? Хамгийн алдартай нь нээлт юм Хиггс бозон(бид үүнд тусдаа нийтлэл зориулах болно). Үүнээс гадна нээгдсэн 5 шинэ тоосонцор, рекорд эрчим хүчээр олж авсан мөргөлдөөний анхны өгөгдөл, протон ба антипротонуудын тэгш бус байдал байхгүй байгааг харуулсан, ер бусын протоны хамаарлыг олсон... Жагсаалт үргэлжлэх болно. Гэвч гэрийн эзэгтэй нарыг айлгаж байсан бичил хар нүх олдсонгүй.

Энэ нь коллайдерыг хамгийн дээд хүчин чадлаар нь хурдасгаж амжаагүй байгаа ч гэсэн. Одоо LHC-ийн хамгийн их энерги байна 13 ТеВ(тера электрон вольт). Гэсэн хэдий ч зохих бэлтгэлийн дараа протоныг хурдасгах төлөвлөгөөтэй байна 14 ТеВ... Харьцуулбал, LHC-ийн өмнөх хурдасгууруудад олж авсан хамгийн их энерги нь хэтрээгүй. 1 ТеВ... Иллинойс мужаас ирсэн Америкийн хурдасгуур Теватрон бөөмсийг ингэж хурдасгаж чадсан юм. Коллайдерт олж авсан энерги нь дэлхийн хамгийн том эрчим хүчнээс хол байна. Тиймээс дэлхий дээр бүртгэгдсэн сансрын цацрагийн энерги нь мөргөлдөөнд хурдассан бөөмийн энергиээс тэрбум дахин их байна! Тиймээс том адрон мөргөлдөөний аюул хамгийн бага байна. LHC-ийн тусламжтайгаар бүх хариултыг хүлээн авсны дараа хүн төрөлхтөн өөр нэг хүчирхэг коллайдер бүтээх шаардлагатай болж магадгүй юм.

Найзууд аа, шинжлэх ухаанд хайртай, тэгвэл тэр танд үнэхээр хайртай болно! Мөн тэд таныг шинжлэх ухаанд дурлахад хялбархан тусалж чадна. Тусламж авч, суралцахыг аз жаргалтай болго!

LHC бол юуны түрүүнд аймшгийн том түүх юм. Гэхдээ тэр үнэхээр тийм аюултай юу, чи түүнээс айх ёстой юу? Тийм, үгүй! Нэгдүгээрт, физикч, астрофизикчдийн сурах гэж байгаа бүх зүйл, тэр ч байтугай илүү олон зүйлийг аль хэдийн мэддэг болсон (доороос үзнэ үү). Тэдний таамаглаж буй бодит аюул заналхийлэл нь огт өөр аюул болж хувирдаг. Би яагаад 60 гарсан болохоороо ийм итгэлтэй ярьж байгаа юм шинжлэх ухааны нээлтүүдОрчлон ертөнцийн эфирийн шинж чанарууд, тиймээс эфирийн талаар бүх зүйл мэдэгдэж байгаа ч одоохондоо би ганцаараа байна. Нэгдүгээрт, шинжлэх ухаан хар нүхний талаар үндсэндээ буруу юм. "Хар нүх" бол бүх галактикийн цөм юм. Тэдгээр нь асар том бөгөөд ямар ч байдлаар бяцхан хэлбэрээр зохиомлоор бүтээх боломжгүй юм. Тэгээд яагаад? Аливаа галактик бол хэдэн арван тэрбум жилийн хугацаанд мөчлөгөөр тэлж, хумигддаг аварга том байгалийн осциллятор юм. Агшилтын төгсгөлд ихэнх галактикууд бөмбөг (цөм) хэлбэртэй болдог. Бүх орчлон ертөнц, түүний дотор бүх галактикууд нь ихэвчлэн эфирээс бүрддэг. Эфир бол асар их даралт хүртэл шахагдсан, асар их нягтралтай, хамгийн чухал нь зуурамтгай чанар нь тэг болж хувирдаг хамгийн тохиромжтой тасралтгүй шахдаг шингэн юм. Цөм нь "хар нүх" боловч нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн санаанаас ялгаатай нь энэ нь ямар ч хэлбэрээр ямар ч бодис байдаггүй бөгөөд байж ч чадахгүй - зөвхөн эфир. Галактикийн агшилтыг нэн даруй тэлж эхэлдэг. Ялангуяа бөмбөрцөг хэлбэрээс диск хэлбэртэй хэлбэр нэмж үүсч эхэлдэг. Түүний доторх эфирийн тэлэлтийн үр дүнд түүний доторх статик даралт буурдаг. Олон сая жилийн дараа анхны эгзэгтэй даралт үүсч, эфирээс шүүдэр дусал шиг янз бүрийн дэд элементийн хэсгүүд гарч ирдэг, үүнд фотон, хатуу цацраг - рентген туяа, "Бурханы бөөмс" болон бусад зүйлс орно. Галактик нь харагдахуйц, гэрэлтдэг. Хэрэв энэ нь хажуу тийшээ харсан бол тэнхлэгийн эргэн тойронд төв хэсэгт ажиглагддаг хар цэгэсвэл хар толбо - бодис үүсдэггүй эфир. Энэ нь дээр үүсдэг том диаметртэй... Бодис үүсдэг бүс эсвэл харагдах бүс байдаг. Цаашилбал, диск хэлбэртэй хэсэг нь өргөжих тусам асуудал илүү төвөгтэй болдог. Дэд элементийн хэсгүүд нь эфирээр бүх талаас нь шахагдана. Бөөмүүдийн хоорондох эфир нь хүрээлэн буй эфирээс бага статик даралттай эргэлтийн параболоидыг үүсгэдэг. Эдгээр хэсгүүдийн массын төвүүдийн хоорондох зайн дунд байрлах параболоидын хамгийн жижиг хөндлөн огтлол нь эсрэг талаас нь нөхөн олговоргүй даралтын нөлөөн дор бөөмсийг шахах хүчийг тодорхойлдог. Шахах хүчний үйл ажиллагааны дор бөөмс хөдөлгөөнд ордог. Маш олон тоосонцор байдаг тул бутлах хүчнээс үүсэх хүч нь байдаг урт хугацаа тэгтэй тэнцүү. Хэдэн зуун сая жилийн туршид энэ тэнцвэр аажмаар алдагдаж байна. Тэдний зарим нь хоорондоо наалдаж, хөдөлгөөнөө удаашруулж, зарим нь хажуугаар нь өнгөрөх цаг байхгүй бөгөөд шахалтын хүчний нөлөөн дор наалдсан илүү их бөөмсийг тойрон эргэлдэж, атом үүсгэдэг. Дараа нь хэдэн тэрбум жилийн дараа молекулууд яг адилхан үүсдэг. Бодис аажмаар илүү төвөгтэй болж байна: хийн одууд, дараа нь гаригуудтай одууд үүсдэг. Гаригуудад ижил шахалтын хүчний нөлөөн дор бодис илүү төвөгтэй болдог. Үүссэн: хий, шингэн, хатуу бодис. Дараа нь тэдний заримд ургамал, амьтан гарч ирдэг бөгөөд эцэст нь оюун ухаанаар хангагдсан амьд оршнолууд - хүмүүс, харь гарагийнхан гарч ирдэг. Ийнхүү галактикийн алслагдсан бүс нутгуудад диск хэлбэртэй хэсэг нь тэлэх тусам цөмийн төвөөс холдох тусам бодис илүү төвөгтэй болдог. Цөмд өөрөө статик даралт нь үргэлж чухал даралтаас өндөр байдаг тул доторх бодис үүсэх нь боломжгүй юм. Гравитаци гэдэг зүйл огт байхгүй. Орчлон ертөнцөд, ялангуяа галактикуудад бүх нийтийн шахалтын (шахах) хууль үйлчилдэг. Галактикийн цөм нь "хар нүх" боловч бодисыг татах хүчийг эзэмшдэггүй. Ийм нүхэнд гацсан гэрэл үүнийг хийх боломжгүй гэж мэдэгдэж байсан ч чөлөөтэй нэвтэрдэг. Орчлон ертөнцийн эфир нь хуваагдашгүй шахагддаг шингэн тул температургүй. Зөвхөн бодис нь салангид (бөөмөөс бүрддэг) тул температуртай байдаг. Тиймээс шуугиан тарьсан Их тэсрэлт ба Дулааны ертөнцийн онол нь алдаатай болж хувирав. Бүх нийтийн шахах (шахах) хууль нь орчлон ертөнцөд үйлчилдэг тул эрдэмтдийн итгэл үнэмшилд автсан тайлагдашгүй таталцал гэж байдаггүй. Тиймээс харьцангуйн ерөнхий онол нь А.Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол ба төрөл бүрийн талбар, цэнэг дээр суурилсан бүх онолууд хоорондоо зөрчилддөг. Ямар ч талбар, төлбөр байхгүй. Дөрвөн агуу харилцан үйлчлэлийн энгийн бөгөөд ойлгомжтой тайлбарыг олдог. Нэмж дурдахад таталцлыг шахаж, түлхэлтийг шахах замаар тайлбарладаг. Төлбөрийн тухайд: цэнэгүүдээс ялгаатай нь татдаг (үзэгдэл - шахалт), цэнэгүүд шиг түлхэц өгдөг (үзэгдэл - түлхэх). Тиймээс бүхэл бүтэн цуврал онолууд бас боломжгүй болно. Гэсэн хэдий ч LHC-д "хар нүх" - Том адрон коллайдер үүссэнээс айж ухаан алдах ёсгүй. Таягаа хэчнээн хөөргөсөн, ямар ч тангараг өргөсөн тэр үүнийг хэзээ ч бүтээхгүй. "Бурханы тоосонцор" (Гиггз бозон) үүсгэх нь боломжгүй бөгөөд зөвлөдөггүй бололтой. Эдгээр хэсгүүд нь өөрсдөө дууссан хэлбэр"Сүүн зам" галактикийн эхний бүсээс бидэнд ирээрэй, бид тэднээс айх ёсгүй. Бозон олон тэрбум жилийн турш дэлхий рүү довтолж байгаа бөгөөд энэ хугацаанд ямар ч аюултай зүйл болоогүй. Гэсэн хэдий ч та юунаас айх ёстой вэ? Мөн LHC дээр туршилт хийж байгаа хүмүүс тэр бүр мэддэггүй маш том аюул бий! LHC-д харьцангуй хүнд тоосонцор урьд өмнө хүрч чадаагүй гэрлийн хурд хүртэл хурдасдаг. Хэрэв ямар нэг шалтгааны улмаас тэд өгөгдсөн хөдөлгөөний замаас хазайж, детектор эсвэл өөр газар унавал өндөр хурдтай, тодорхой энергитэй бөгөөд үүнийг нэмэгдүүлэхийг оролдож байгаа бол тэд электронуудыг цохиж эхэлнэ. цацраг идэвхт бус бодисын атомуудаас бүрдэх нь урьд өмнө мэдэгдээгүй цөмийн урвалыг өдөөдөг. Үүний дараа бараг бүх бодисын бөөмүүд аяндаа хуваагдаж эхэлнэ. Түүгээр ч барахгүй энэ нь урьд өмнө үзэгдэж байгаагүй хүчний атомын дэлбэрэлт болно. Үүнээс болж энэ нь алга болно: эхлээд Швейцарьтай LHC, дараа нь Европ болон бүх бөмбөрцөг. Хэдийгээр бүх зүйл үүгээр зогсох ч бид бүгд алга болно. Энэ нь сансар огторгуйн хэмжээнд сүйрэл болно. Тиймээс, хэтэрхий оройтохоос өмнө ЛХЦ-ийн ажилтнууд зориг гаргаж, жинхэнэ шалтгааныг олж мэдэх хүртэл LHC-ийн туршилтыг нэн даруй зогсоох ёстой: ийм байх уу, үгүй ​​юу? Магадгүй, азаар би буруу бодож байна. Хэрэв тийм байсан бол сайн байх болно. Энэ асуултад зөвхөн эрдэмтдийн баг зөв хариулт өгч чадна. Колпаков Анатолий Петрович, механик инженер

Мөргөлдөх цацраг дээрх дэлхийн хамгийн хүчирхэг бөөмийн хурдасгуур

Швейцарь, Францын хилийн 50-175 метрийн гүнд 27 км урт газар доорхи хонгилд Европын Цөмийн Судалгааны Төв (CERN)-аас барьсан мөргөлдөж буй цацраг дээрх цэнэгтэй бөөмсийг хурдасгах дэлхийн хамгийн хүчирхэг хурдасгуур. LHC-ийг 2008 оны намар ашиглалтад оруулсан боловч ослын улмаас 2009 оны арваннэгдүгээр сард л туршилт хийж эхэлсэн бөгөөд 2010 оны гуравдугаар сард зураг төслийн хүчин чадалдаа хүрсэн. Коллайдерыг хөөргөх нь физикчдээс гадна жирийн хүмүүсийн анхаарлыг татсан бөгөөд энэ нь коллайдер дээр туршилт хийснээр дэлхийн төгсгөл болж магадгүй гэсэн болгоомжлол хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр гарч байсан юм. 2012 оны 7-р сард LHC нь Хиггс бозоны өндөр магадлалтай бөөмсийг илрүүлсэн гэж зарласан - түүний оршин тогтнох нь материйн бүтцийн стандарт загвар зөв болохыг баталсан.

Суурь

1920-иод оны сүүлээр бөөмийн хурдасгуурыг шинжлэх ухаанд анх удаа бодисын шинж чанарыг судлахад ашиглаж эхэлсэн. Анхны цагираг хурдасгуур болох циклотроныг Америкийн физикч Эрнест Лоуренс 1931 онд бүтээжээ. 1932 онд англи хүн Жон Кокрофт, Ирланд эр Эрнест Уолтон нар хүчдэлийн үржүүлэгч болон дэлхийн анхны протоны хурдасгуур ашиглан атомын цөмийг анх удаа зохиомлоор хуваах боломжтой болсон: литийг протоноор бөмбөгдөх замаар гелийг гаргаж авсан. Бөөмийн хурдасгуурууд нь өгөгдсөн зам дээр цэнэглэгдсэн бөөмсийг (электрон, протон эсвэл илүү хүнд ион гэх мэт) хурдасгахад ашигладаг цахилгаан талбаруудыг ашиглан ажилладаг. Өрхийн хурдасгуурын хамгийн энгийн жишээ бол электрон цацраг туяатай телевизор,,,,.

Хурдасгагчийг янз бүрийн туршилт, түүний дотор олж авахад ашигладаг хэт хүнд элементүүд... Энгийн тоосонцорыг судлахын тулд мөргөлдөөгчийг (мөргөлдөхөөс - "мөргөлдөөн") ашигладаг - мөргөлдөж буй цацраг дээрх цэнэглэгдсэн бөөмсийн хурдасгуур, тэдгээрийн мөргөлдөөний бүтээгдэхүүнийг судлах зориулалттай. Эрдэмтэд цацрагт өндөр кинетик энерги өгдөг. Мөргөлдөөн нь урьд өмнө мэдэгдээгүй шинэ бөөмс үүсгэж болно. Тусгай детекторууд нь тэдний гадаад төрхийг илрүүлэх зориулалттай. 1990-ээд оны эхээр хамгийн хүчирхэг коллайдерууд АНУ, Швейцарьт ажиллаж байсан. 1987 онд Чикагогийн ойролцоо АНУ-д хамгийн их цацрагийн энерги нь 980 ГэВ-ийн Tevatron мөргөлдөөнийг хөөргөжээ. Энэ нь 6.3 км урт газар доорх цагираг юм. 1989 онд Европын Цөмийн Судалгааны Төв (CERN)-ийн ивээл дор Швейцарьт том электрон-позитрон коллайдер (LEP) ашиглалтад орсон. Түүний хувьд Женев нуурын хөндийд 50-175 метрийн гүнд 26.7 км урт цагираган хонгил барьж, 2000 онд 209 ГеВ,,, цацрагийн энергид хүрэх боломжтой байв.

ЗСБНХУ-д 1980-аад онд Протвино дахь Өндөр энергийн физикийн хүрээлэнгийн (IHEP) хэт дамжуулагч протон-протоны мөргөлдөөн болох хурдасгуур-хадгалах цогцолбор (UNK) -ийн төслийг бий болгосон. Энэ нь ихэнх үзүүлэлтээрээ LEP болон Tevatron-ыг давж, 3 тераэлектронвольт (TeV) энергитэй энгийн бөөмсийн цацрагийг хурдасгах боломжийг олгох ёстой байв. 1994 онд 21 км урт гол цагираг нь газар доор баригдсан боловч хөрөнгө мөнгөгүйн улмаас 1998 онд төслийг царцааж, Протвино хотод баригдсан хонгилыг эрвээхэй (зөвхөн хурдатгалын цогцолборын элементүүд дууссан), ахлагч төслийн инженер Геннадий Дуров АНУ-д ажиллахаар явсан,,,,,,,. Оросын зарим эрдэмтдийн үзэж байгаагаар хэрвээ УНК-ыг дуусгаж ашиглалтад оруулсан бол илүү хүчирхэг коллайдер бүтээх шаардлагагүй байсан. физик үндэсДэлхийн дэг журмын хувьд хурдасгуур дээрх 1 ТеВ-ийн энергийн босгыг даван туулахад хангалттай байсан. Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Цөмийн Физикийн Судалгааны Хүрээлэнгийн дэд захирал, Том Адрон Коллайдер төсөлд Оросын хүрээлэнгүүдийн оролцооны зохицуулагч Виктор Саврин UNK-ийг эргэн дурсахдаа: "За, гурван тераэлектронвольт эсвэл долоо. Дараа нь гурван тераэлектронвольт байж болно. дараа тав хүртэл авчрах болно." Гэсэн хэдий ч АНУ 1993 онд өөрийн Superconducting Supercollider (SSC)-ийн бүтээн байгуулалтаас татгалзаж, санхүүгийн шалтгаанаар,,.

Өөрийнхөө физик мөргөлдөөгчийг бүтээхийн оронд өөр өөр улс орнуудсанаа нь 1980-аад онд үүссэн олон улсын төслийн хүрээнд нэгдэхээр шийджээ. Швейцарийн LEP-д хийсэн туршилтууд дууссаны дараа түүний тоног төхөөрөмжийг задалж, оронд нь протоны цацрагууд дээр мөргөлдөх цацрагууд дээр цэнэглэгдсэн бөөмсийн дэлхийн хамгийн хүчирхэг цагираг хурдасгуур болох Том Адрон Коллайдерыг (LHC) барьж эхлэв. энергитэй мөргөлдөх нь 14 TeV хүртэл, хар тугалганы ионууд нь 1150 TeV хүртэл мөргөлдөх энергитэй,,,,,,.

Туршилтын зорилго

LHC-ийн барилгын гол зорилго нь энгийн бөөмс ба таталцлын хүчийг эс тооцвол хүчтэй, сул, цахилгаан соронзон гэсэн дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэлийн гурвыг тодорхойлдог физикийн онолын загвар болох Стандарт загварыг тодруулах эсвэл няцаах явдал байв. Стандарт загварыг бий болгох ажил 1960-1970-аад онд дууссан бөгөөд түүнээс хойш хийсэн бүх нээлтийг эрдэмтдийн үзэж байгаагаар энэ онолын байгалийн өргөтгөлөөр тодорхойлсон байдаг. Үүний зэрэгцээ Стандарт загвар нь энгийн бөөмс хэрхэн харилцан үйлчилдгийг тайлбарласан боловч яагаад яг ийм байдлаар, өөрөөр биш гэсэн асуултад хариулсангүй.

Эрдэмтэд хэрэв LHC нь Хиггс бозоны нээлтэд хүрч чадаагүй бол (хэвлэлээр үүнийг заримдаа "Бурханы бөөмс" гэж нэрлэдэг байсан. Үүний зэрэгцээ, хэрэв Стандарт загвар батлагдсан бол физикийн зарим хэсэг нь нэмэлт туршилтын баталгаажуулалтыг шаарддаг: ялангуяа "гравитонууд" - таталцлыг хариуцдаг таамаглалын тоосонцор байгааг батлах шаардлагатай байв.

Техникийн онцлог

LHC нь LEP-д зориулан барьсан хонгилд байрладаг. Ихэнх нь Францын нутаг дэвсгэрт оршдог. Хонгил нь бараг бүхэл бүтэн уртаараа зэрэгцээ гүйж, адрон-кваркуудаас бүрдэх бөөмсүүдийн мөргөлдөх (мөргөлдөөнд хар тугалганы ион ба протоныг ашиглана) детекторуудын байршилд огтлолцдог хоёр хоолойг агуулдаг. Протонууд LHC өөрөө биш харин туслах хурдасгуурт хурдасч эхэлдэг. Протоны цацраг LINAC2 шугаман хурдасгуурт, дараа нь PS хурдасгуурт "эхэлдэг" бөгөөд үүний дараа тэд 6.9 км урт супер протоны синхротрон (SPS) цагирагт унаж, зөвхөн LHC хоолойн аль нэгэнд, нөгөөд нь дуусдаг. 20 минутын дараа тэд 7 ТеВ хүртэл эрчим хүчийг өгдөг. LINAC3 шугаман хурдасгуур дээр хар тугалганы ионтой туршилтууд эхэлнэ. Цацрагуудыг 1600 хэт дамжуулагч соронзоор бэхэлсэн ба тэдгээрийн ихэнх нь 27 тонн хүртэл жинтэй байдаг. Эдгээр соронзыг шингэн гелийээр хэт бага температурт хөргөнө: үнэмлэхүй тэгээс 1.9 градус, сансар огторгуйгаас хүйтэн,,,,,,,.

Гэрлийн хурдны 99.9999991 хувийн хурдтайгаар, секундэд коллайдерын цагиргийг тойрон 11 мянга гаруй тойрог хийх үед протонууд дөрвөн детекторын аль нэгэнд мөргөлдөх болно - хамгийн төвөгтэй LHC систем,,,,,. ATLAS детектор нь эрдэмтдэд хайлтын замыг өгч чадах шинэ үл мэдэгдэх хэсгүүдийг хайх зорилготой юм. шинэ физик"Стандарт загвараас ялгаатай. CMS детектор нь Хиггсийн бозоныг олж авах, харанхуй бодисыг судлах зориулалттай. ALICE детектор нь Их тэсрэлтийн дараах бодисыг судлах, кварк-глюоны плазм, LHCb хайлт хийхэд зориулагдсан. детектор нь материйн эсрэг бодисоос давамгайлсан шалтгааныг судалж, б-кваркуудын физикийг судлах болно.Цаашид TOTEM, LHCf, MoEDAL гэсэн гурван детекторыг ашиглалтад оруулахаар төлөвлөж байна.

LHC-д хийсэн туршилтын үр дүнг боловсруулахын тулд дэлхий даяарх 11 тооцооллын төв рүү секундэд 10 гигабит хүртэл мэдээлэл дамжуулах чадвартай тусгай зориулалтын тархсан компьютерийн сүлжээ GRID ашиглах болно. Жил бүр детекторуудаас 15 петабайт (15 мянган терабайт) гаруй мэдээллийг унших болно: дөрвөн туршилтын нийт мэдээллийн урсгал секундэд 700 мегабайт хүрч болно,,,,. 2008 оны 9-р сард хакерууд CERN вэб хуудас руу нэвтэрч, тэдний хэлснээр коллайдерын удирдлагад нэвтэрч чадсан байна. Гэсэн хэдий ч CERN-ийн ажилтнууд LHC хяналтын систем нь интернетээс тусгаарлагдсан гэж тайлбарлав. 2009 оны 10-р сард LHC-ийн LHCb-ийн туршилт дээр ажиллаж байсан эрдэмтдийн нэг байсан Адлен Ишорыг террористуудтай хамтран ажилласан гэж сэжиглэн баривчилжээ. Гэсэн хэдий ч CERN-ийн удирдлагын мэдээлснээр Ишор мөргөлдүүлэгчийн газар доорх байр руу нэвтрэх эрхгүй байсан бөгөөд террористуудын сонирхлыг татахуйц зүйл хийгээгүй. 2012 оны тавдугаар сард Ишор таван жилийн хорих ял авчээ.

Барилгын өртөг ба түүх

1995 онд LHC-ийг бий болгох зардал нь туршилт явуулах зардлыг тооцохгүйгээр 2.6 тэрбум швейцарь франкаар тооцогджээ. Туршилтыг 10 жилийн дараа буюу 2005 онд эхлүүлэхээр төлөвлөж байсан. 2001 онд CERN-ийн төсвийг танаж, барилгын өртөгт 480 сая франк нэмж оруулсан (төслийн нийт өртөг нь 3 тэрбум орчим франк байсан) бөгөөд энэ нь коллайдерыг хөөргөх ажлыг 2007 он хүртэл хойшлуулахад хүргэсэн. 2005 онд LHC-ийн барилгын ажлын үеэр нэг инженер амиа алдсан: эмгэнэлт явдлын шалтгаан нь кранаас ачаа унасан явдал байв.

LHC-ийн нээлтийг зөвхөн санхүүжилтийн асуудлаас болоод хойшлуулсангүй. 2007 онд Фермилабаас нийлүүлсэн хэт дамжуулагч соронзны эд ангиуд дизайны шаардлага хангаагүй нь тодорхой болсон бөгөөд энэ нь коллайдерыг хөөргөх ажлыг нэг жилээр хойшлуулахад хүргэсэн.

2008 оны 9-р сарын 10-нд LHC дээр анхны протон туяа хөөргөсөн. Хэдэн сарын дараа коллайдер дээр анхны мөргөлдөөн гарахаар төлөвлөж байсан боловч 9-р сарын 19-нд LHC-ийн хоёр хэт дамжуулагч соронзны гэмтэлтэй холболтын улмаас осол гарчээ: соронзууд идэвхгүй болж, 6 тонн гаруй шингэн гелий хонгил руу цутгаж, хурдасгуурын хоолойд вакуум эвдэрсэн ... Клайдерыг засварлахын тулд хаах шаардлагатай болсон. Хэдийгээр осол гарсан ч 2008 оны 9-р сарын 21-ний өдөр ЭХЭМҮТ-ийг ашиглалтад оруулах ёслолын ажиллагаа болов. Эхэндээ туршилтыг 2008 оны 12-р сард дахин эхлүүлэхээр төлөвлөж байсан боловч дараа нь дахин эхлүүлэх огноог 9-р сар, дараа нь 2009 оны 11-р сарын дунд хүртэл хойшлуулсан бол эхний мөргөлдөөнийг зөвхөн 2010 онд хийхээр төлөвлөж байсан. Ослын дараа анхны туршилтыг 2009 оны 10-р сарын 23-нд LHC цагирагийн дагуу хар тугалганы ион ба протоны цацрагийг хөөргөв. 11-р сарын 23-нд ATLAS детекторт цацрагийн анхны мөргөлдөөн хийгдэж, 2010 оны 3-р сарын 31-нд коллайдер бүрэн хүчин чадлаараа ажиллаж байсан: тэр өдөр 7 TeV-ийн рекорд эрчимтэй протоны цацрагийн мөргөлдөөн бүртгэгдсэн. 2012 оны 4-р сард протонуудын мөргөлдөөний энерги бүр ч өндөр буюу 8 ТеВ бүртгэгдсэн.

2009 онд LHC 3.2-6.4 тэрбум еврогоор үнэлэгдсэн нь хүн төрөлхтний түүхэн дэх хамгийн үнэтэй шинжлэх ухааны туршилт болсон юм.

Олон улсын хамтын ажиллагаа

ХЭҮК-ийн хэмжээний төсөл хэрэгжүүлэх нь нэг улсын хүч чадлаас хэтэрснийг онцлон тэмдэглэв. Энэ нь зөвхөн CERN-ийн 20 гишүүн орны хүчин чармайлтаар бүтээгдсэн: түүнийг боловсруулахад дэлхийн зуу гаруй орны 10 мянга гаруй эрдэмтэд оролцсон. 2009 оноос хойш LHC төслийг удирдаж байна Ерөнхий менежер CERN Rolf-Dieter Heuer. Орос улс мөн LHC-ийг бий болгоход CERN-ийн ажиглагч гишүүнээр оролцож байна: 2008 онд Оросын 700 орчим эрдэмтэд Том адрон коллайдер дээр ажиллаж байсан бөгөөд тэдгээрийн дотор IHEP-ийн ажилтнууд байсан.

Үүний зэрэгцээ, нэг нь эрдэмтэд Европын орнууд LHC-ийн туршилтад оролцох боломжоо бараг алдсан. 2009 оны 5-р сард Австрийн Шинжлэх ухааны сайд Йоханнес Хан 2010 онд тус улс CERN-ээс гарч байгаагаа зарлаж, CERN-д гишүүнээр элсэх, LHC хөтөлбөрт хамрагдах нь хэтэрхий өндөр өртөгтэй бөгөөд Австрийн шинжлэх ухаан, их дээд сургуулиудад бодит үр өгөөж авчрахгүй гэж тайлбарлав. Энэ нь CERN-ийн төсвийн 2.2 хувь, олон улсын судалгааны байгууллагуудад оролцохоор Австрийн засгийн газарт хуваарилсан хөрөнгийн 70 орчим хувийг бүрдүүлж буй жил бүр 20 сая еврогийн хэмнэлт гаргах тухай байв. Австри улс цэргээ татах эцсийн шийдвэрийг 2009 оны намар гаргана гэж амласан. Гэсэн хэдий ч дараа нь Австрийн Канцлер Вернер Файманн манай улс төсөл болон CERN-ээс гарахгүй гэж мэдэгдэв.

Аюулын тухай цуу яриа

LHC нь дэлхий сөнөхөд хүргэж болзошгүй тул хүн төрөлхтөнд аюул учруулж байна гэсэн цуу яриа хэвлэлээр тархав. Шалтгаан нь коллайдерт мөргөлдөөний үр дүнд микроскопийн хар нүхнүүд үүсч болно гэсэн эрдэмтдийн мэдэгдэл байсан: тэд дэлхийг бүхэлд нь "сорох" боломжтой, тиймээс LHC бол жинхэнэ "Пандорагийн хайрцаг", ,,. Хиггс бозоны нээлт нь орчлон ертөнцийн массын хяналтгүй өсөлтөд хүргэж, "хар бодис" хайх туршилтууд нь "страпеллетууд" (хачирхалтай, нэр томъёоны орчуулга) гарч ирэхэд хүргэж болзошгүй гэсэн үзэл бодол бас байсан. Орос хэл нь одон орон судлаач Сергей Поповт харьяалагддаг) - "хачирхалтай бодис" бөгөөд энэ нь энгийн бодистой харьцахдаа түүнийг "оосор" болгон хувиргадаг. Энэхүү харьцуулалтыг Курт Воннегутын "Муурын өлгий" романтай хийсэн бөгөөд "мөс-есөн" хэмээх зохиомол материал нь дэлхий дээрх амьдралыг устгасан юм. Зарим хэвлэлд бие даасан эрдэмтдийн санал бодлыг иш татан LHC-д хийсэн туршилтууд нь цаг хугацааны явцад "хорхойн нүх" гарч ирэхэд хүргэдэг бөгөөд үүгээр дамжуулан бөөмс, тэр ч байтугай амьд оршнолуудыг ирээдүйд бидний ертөнцөд шилжүүлэх боломжтой гэж тэмдэглэжээ. Гэсэн хэдий ч эрдэмтдийн үгсийг сэтгүүлчид гуйвуулж, буруу тайлбарлаж байсан нь тогтоогдсон: анхандаа энэ нь "зөвхөн бие даасан энгийн тоосонцор өнгөрсөн үе рүү аялах боломжтой бичил харуурын цаг хугацааны машинуудын тухай" байв.

Эрдэмтэд ийм үйл явдлын магадлал маш бага гэдгийг удаа дараа мэдэгдсэн. LHC-ийн аюулгүй байдлын үнэлгээний тусгай бүлгийг хүртэл цуглуулж, LHC-д хийсэн туршилтын үр дүнд гарч болзошгүй гамшгийн талаар дүн шинжилгээ хийж, тайлан гаргажээ. Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар LHC дээр протонуудын мөргөлдөх нь сансрын нисгэгчдийн сансрын хувцастай сансрын туяа мөргөлдөхөөс илүү аюултай биш юм: тэдгээр нь заримдаа LHC дээр хүрч чадахаас ч илүү их энергитэй байдаг. Таамагласан хар нүхнүүдийн хувьд мөргөлдүүлэгчийн хананд ч хүрэхгүйгээр "уусна".,,,,,.

Гэсэн хэдий ч болзошгүй сүйрлийн тухай цуурхал олон нийтийг эргэлзээтэй байлгасаар байна. Коллайдерыг үүсгэн байгуулагчид хүртэл шүүхэд дуудагдсан: хамгийн алдартай нэхэмжлэл нь Америкийн хуульч, эмч Уолтер Вагнер, Германы химийн профессор Отто Росслер нарынх байв. Тэд CERN-ийг туршилтаараа хүн төрөлхтөнд аюул учруулж, Хүний эрхийн тухай конвенцоор баталгаажсан "амьд явах эрх"-ийг зөрчсөн гэж буруутгасан боловч нэхэмжлэлийг хүлээн аваагүй,,,,. Энэтхэгт LHC ашиглалтад орсны дараа дэлхий сөнөнө гэсэн цуурхалаас болж 16 настай охин амиа хорлосон гэж хэвлэлүүд мэдээлж байсан.

Оросын блог ертөнцөд "мөргөлдөөн байх нь дээр" гэсэн меме гарч ирсэн бөгөөд үүнийг "ертөнцийн төгсгөл удахгүй болох байсан, энэ гутамшигт байдлыг харах боломжгүй" гэж орчуулж болно. "Физикчид 14 тэрбум жилд нэг удаа мөргөлдүүлэгчийг угсарч хөөргөдөг уламжлалтай" гэсэн хошигнол алдартай байсан.

Шинжлэх ухааны үр дүн

LHC-ийн туршилтын анхны өгөгдлийг 2009 оны 12-р сард нийтэлсэн. 2011 оны 12-р сарын 13-нд CERN-ийн мэргэжилтнүүд LHC-д хийсэн судалгааны үр дүнд Хиггс бозоны боломжит массын хил хязгаарыг 115.5-127 ГеВ хүртэл нарийсгаж, хүссэн бөөмсийн шинж тэмдгийг илрүүлж чадсан гэж мэдэгдэв. ойролцоогоор 126 ГеВ масс. Мөн тэр сард LHC-д хийсэн туршилтын явцад χb (3P) хэмээх шинэ Хиггс бус бөөмс олдсон тухай анх удаа зарлав.

2012 оны 7-р сарын 4-нд CERN-ийн удирдлага 126 ГэВ орчим массын бүсэд 99.99995 хувийн магадлалтай шинэ бөөмсийг нээсэн тухай албан ёсоор зарласан нь эрдэмтдийн үзэж байгаагаар Хиггс бозон байж магадгүй юм. LHC-д ажиллаж байсан хоёр шинжлэх ухааны хамтын ажиллагааны нэгний тэргүүн Жо Инкандела энэ үр дүнг "шинжлэх ухааны энэ салбарт сүүлийн 30-40 жилд хийсэн хамгийн том ажиглалтын нэг" гэж нэрлэсэн бөгөөд Питер Хиггс өөрөө бөөмийн нээлтийг тунхаглав. Физикийн нэгэн эриний төгсгөл ",,.

Ирээдүйн төслүүд

2013 онд CERN илүү хүчирхэг илрүүлэгч суурилуулж, коллайдерын нийт хүчийг нэмэгдүүлэх замаар LHC-ийг шинэчлэхээр төлөвлөж байна. Модернжуулалтын төслийг Super Large Adron Collider (SLHC) гэж нэрлэдэг. Мөн Олон улсын шугаман коллайдер (ILC) барихаар төлөвлөж байна. Түүний хоолой нь хэдэн арван километр урт байх бөгөөд дизайн нь үнэтэй хэт дамжуулагч соронз ашиглах шаардлагагүй тул LHC-ээс хямд байх ёстой. ОУХТ-ийг Дубна хотод барьж болно.

Түүнчлэн АНУ, Японы CERN-ийн зарим мэргэжилтэн, эрдэмтэд LHC-ийн ажил дууссаны дараа шинэ Маш том адрон коллайдер (VLHC) дээр ажиллахыг санал болгов.

Ашигласан материал

Крис Викхэм, Роберт Эванс... "Энэ бол бозон": "Хиггсийн эрэлд шинэ тоосонцор бий. - Ройтерс, 05.07.2012

Люси Кристи, Мари Ноэль Блессиг... Физик: decouverte de la "particule de Dieu"? - Франс Пресс агентлаг, 04.07.2012

Деннис баяртай... Физикчид баригдашгүй бөөмсийг орчлон ертөнцийн түлхүүр гэж үздэг. - ШинэЙоркийн удаа, 04.07.2012

Адлен Хичеур шоронг буруушааж, ямар ч эргэлзээгүй. - L "Экспресс, 04.05.2012

Бөөм мөргөлдүүлэгч нь орчлон ертөнцийг судлах эрэл хайгуулыг эрчимжүүлж байна. - Франс Пресс агентлаг, 06.04.2012

Жонатан Амос... LHC анхны шинэ бөөмсөө нээсэн тухай мэдээлж байна. - BBC News, 22.12.2011

Леонид Попов... Эхний шинэ бөөмс LHC дээр баригдсан. - Мембран, 22.12.2011

Стивен Шенкланд... CERN-ийн физикчид Хиггс бозоны шинж тэмдгийг олж мэдэв. - CNET, 13.12.2011

Пол ринкон... LHC: Хиггсийн бозон "харагдсан байж магадгүй". - BBC News, 13.12.2011

Тийм ээ, бид үүнийг хийсэн! - CERN мэдээллийн товхимол, 31.03.2010

Ричард Уэбб... Физикчид LHC-ийн анхны үр дүнг нийтлэх гэж уралдаж байна. - Шинэ эрдэмтэн, 21.12.2009

Хэвлэлийн мэдээ... Хоёр эргэлтийн цацраг нь LHC-д анхны мөргөлдөөнийг авчирдаг. - CERN (cern.ch), 23.11.2009

Бөөмүүд LHC-д буцаж ирэв! - CERN (cern.ch), 26.10.2009

LHC дахь анхны хар тугалганы ионууд. - LHC тарилгын туршилт (lhc-injection-test.web.cern.ch), 26.10.2009

Чарльз Бремнер, Адам Сэйж... Адрон Коллайдерын физикч Адлен Хичеур терроризмын хэрэгт буруутгагдаж байна. - The Times, 13.10.2009

Деннис баяртай... Албан ёсны терроризмын мөрдөн байцаалтын ажиллагаанд Францын судлаач эрдэмтэн. - The New York Times, 13.10.2009

Супер дамжуулагч супер коллайдераас юу үлдсэн бэ? Өнөөдөр физик, 06.10.2009

LHC 2009-2010 оны эхэн үед 3.5 TeV-ээр ажиллана, дараа нь нэмэгдэнэ. - CERN (cern.ch), 06.08.2009

LHC туршилтын хороо. - CERN (cern.ch), 30.06.2009

Том адрон мөргөлдөөнийг "Мөхлийн машин" эсвэл орчлон ертөнцийн нууцын түлхүүр гэж нэрлэдэг боловч түүний ач холбогдол нь эргэлзээгүй юм.

Их Британийн нэрт сэтгэгч Бертран Рассел хэлэхдээ: "Чиний мэддэг зүйл бол философи бол таны мэдэхгүй зүйл" гэж хэлсэн байдаг. Жинхэнэ шинжлэх ухааны мэдлэг нь гүн ухааны судалгаанаас олж болох гарал үүслээсээ салж удаж байгаа юм шиг санагддаг. Эртний Грек, гэхдээ тийм биш.

Хорьдугаар зууны туршид эрдэмтэд дэлхийн бүтцийн тухай асуултын хариултыг шинжлэх ухаанаас хайж олохыг хичээсээр ирсэн. Энэ үйл явц нь амьдралын утга учрыг хайхтай төстэй байсан: асар олон янзын онол, таамаглал, тэр ч байтугай галзуу санаанууд. XXI зууны эхээр эрдэмтэд ямар дүгнэлтэд хүрсэн бэ?

Дэлхий бүхэлдээ бүрддэг энгийн бөөмс, энэ нь байгаа бүх зүйлийн эцсийн хэлбэрийг төлөөлдөг, өөрөөр хэлбэл жижиг элементүүдэд хуваагдах боломжгүй юм. Эдгээрт протон, электрон, нейтрон гэх мэт орно. Эдгээр хэсгүүд нь бие биетэйгээ байнга харилцан үйлчлэлцдэг. Манай зууны эхэн үед энэ нь таталцлын, цахилгаан соронзон, хүчтэй, сул гэсэн 4 үндсэн төрлөөр илэрхийлэгдсэн. Эхнийхийг Харьцангуйн ерөнхий онолоор тайлбарласан бол бусад гурвыг Стандарт загварт (квант онол) нэгтгэсэн болно. Хожим нь Хиггсийн талбар гэж нэрлэгддэг өөр нэг харилцан үйлчлэл байдаг гэж бас санал болгосон.

"Хүрээнд бүх үндсэн харилцан үйлчлэлийг нэгтгэх санаа аажмаар гарч ирэв. бүх зүйлийн онол", Энэ нь анхандаа хошигнол мэт санагдаж байсан ч хурдан шинжлэх ухааны хүчирхэг чиглэл болж хувирав. Энэ яагаад хэрэгтэй вэ? Энэ маш энгийн! Дэлхий ертөнц хэрхэн ажилладагийг ойлгохгүйгээр бид хиймэл үүрэнд байгаа шоргоолж шиг байдаг - бид өөрсдийн боломжоос хэтэрч чадахгүй. Хүний мэдлэг боломжгүй (сайн, эсвэл байхадчадахгүй, хэрэв та өөдрөг үзэлтэй бол) дэлхийн бүтцийг бүхэлд нь хамарч чадахгүй.

"Бүхнийг хүлээн авах" гэсэн хамгийн алдартай онолуудын нэг бол хэлхээний онол... Энэ нь бүхэл бүтэн орчлон ертөнц болон тантай хамт байгаа бидний амьдрал олон хэмжээст гэдгийг илтгэнэ. Брайан Грин, Стивен Хокинг зэрэг алдартай физикчдийн дэмжлэг, онолын хэсэг нь боловсронгуй болсон хэдий ч туршилтаар батлагдаагүй байна.

Эрдэмтэд хэдэн арван жилийн дараа индэр дээрээс нэвтрүүлэг хийхээс залхаж, i-г нэг удаа цэгцлэх ёстой зүйлийг бүтээхээр шийджээ. Үүний тулд дэлхийн хамгийн том туршилтын төхөөрөмжийг бүтээсэн - Том Адрон Коллайдер (LHC).

"Коллайдер руу!"

Коллайдер гэж юу вэ? Шинжлэх ухааны үүднээс авч үзвэл, энэ нь энгийн бөөмсүүдийн харилцан үйлчлэлийн талаар илүү их ойлголттой болохын тулд тэдгээрийг хурдасгах зориулалттай цэнэглэгдсэн бөөмийн хурдасгуур юм. Шинжлэх ухааны үндэслэлгүй хэллэгээр энэ бол эрдэмтэд өөрсдийн онолыг батлахын тулд тэмцдэг том талбай (эсвэл та хүсвэл хамгаалагдсан хязгаарлагдмал орчин) юм.

Анх удаа энгийн бөөмсийг мөргөлдөж, юу болохыг харах санаа 1956 онд Америкийн физикч Дональд Уильям Керст төрсөн. Үүний ачаар эрдэмтэд орчлон ертөнцийн нууцад нэвтэрч чадна гэж тэр санал болгов. Термоядролын нэгдлээс нэг сая дахин их энергитэй хоёр протон туяа хоорондоо мөргөлдөхөд юу нь буруу гэж? Цаг хугацаа тохиромжтой байсан: хүйтэн дайн, зэвсгийн уралдаан гэх мэт.

LHC үүссэн түүх

Brücke-Osteuropa / wikimedia.org
(CC0 1.0)

Цэнэглэгдсэн бөөмсийг үйлдвэрлэх, судлах хурдасгуур бий болгох санаа 1920-иод оны эхээр гарч ирсэн боловч анхны прототипүүд нь зөвхөн 1930-аад оны эхээр бүтээгдсэн. Эхэндээ тэдгээр нь өндөр хүчдэлийн шугаман хурдасгуур байсан бөгөөд өөрөөр хэлбэл цэнэглэгдсэн хэсгүүд шулуун шугамаар хөдөлдөг байв. Бөгжний хувилбарыг 1931 онд АНУ-д танилцуулсан бөгөөд үүний дараа ижил төстэй төхөөрөмжүүд нь Их Британи, Швейцарь, ЗСБНХУ зэрэг хөгжингүй орнуудад гарч эхэлсэн. Тэд нэрийг нь авсан циклотронууд, дараа нь цөмийн зэвсэг бүтээхэд идэвхтэй ашиглаж эхэлсэн.

Бөөмийн хурдасгуур барих зардал үнэхээр өндөр гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хүйтэн дайны үед бага үүрэг гүйцэтгэсэн Европ үүнийг бүтээх захиалга өгсөн Европын Цөмийн Судалгааны Байгууллага (орос хэлээр үүнийг ихэвчлэн CERN гэж уншдаг), дараа нь LHC-ийн барилгын ажлыг эхлүүлсэн.

CERN нь АНУ, ЗСБНХУ-ын цөмийн судалгааны талаар олон улсын санаа зовниж буйн улмаас байгуулагдсан бөгөөд энэ нь бүхэлдээ устгалд хүргэж болзошгүй юм. Тиймээс эрдэмтэд хүч чармайлтаа нэгтгэж, энх тайвны суваг руу чиглүүлэхээр шийджээ. 1954 онд CERN албан ёсоор мэндэлжээ.

1983 онд CERN-ийн ивээл дор W, Z бозонуудыг нээсэн бөгөөд үүний дараа Хиггс бозонуудыг нээх тухай асуудал зөвхөн цаг хугацааны асуудал болжээ. Мөн онд нээгдсэн бозонуудыг судлахад гол үүрэг гүйцэтгэсэн Том электрон-позитрон коллайдер (BEPC) барих ажил эхэлсэн. Гэсэн хэдий ч тэр үед бий болсон төхөөрөмжийн хүч удахгүй хангалтгүй болох нь тодорхой болсон. Мөн 1984 онд BEPK-ийг буулгасны дараа шууд LHC барихаар шийдсэн. Энэ явдал 2000 онд болсон.

2001 онд баригдаж эхэлсэн LHC-ийн барилгын ажилд Женев нуурын хөндийд хуучин БЭПК-ийн суурин дээр баригдсан нь дөхөм болсон. Санхүүжилтийн асуудалтай холбогдуулан (1995 онд өртөг нь 2,6 тэрбум швейцарь франк байсан бол 2001 он гэхэд 4,6 тэрбум давсан, 2009 онд 6 тэрбум доллар болсон).

Одоогийн байдлаар LHC нь 26.7 км-ийн тойрог бүхий хонгилд байрладаг бөгөөд Франц, Швейцарь гэсэн Европын хоёр орны нутаг дэвсгэрийг нэгэн зэрэг дайран өнгөрдөг. Хонгилын гүн 50-175 метрийн хооронд хэлбэлздэг. Мөн хурдасгуур дахь протонуудын мөргөлдөөний энерги 14 тераэлектронвольт хүрч байгаа нь BEPC ашиглан олж авсан үр дүнгээс 20 дахин их байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.

"Сониуч зан бол муу зүйл биш, харин том жигшүүртэй зүйл юм."

27 км урт CERN-ийн коллайдер туннель нь Женевийн ойролцоо газар доор 100 метрийн гүнд байрладаг. Энд асар том хэт дамжуулагч цахилгаан соронзон байх болно. Баруун талд тээврийн машинууд. Жухансон / wikipedia.org (CC BY-SA 3.0)

Хүний гараар бүтсэн "Мөхлийн машин" яагаад хэрэгтэй вэ? Эрдэмтэд дэлхийг Их тэсрэлтийн дараа, өөрөөр хэлбэл матери үүсэх үеийнх шиг харна гэж найдаж байна.

Зорилго, эрдэмтэд LHC-ийн барилгын ажлын явцад юуг тодорхойлсон:

1. "Бүх зүйлийн онолыг" цаашид бий болгох зорилгоор Стандарт загварыг батлах эсвэл үгүйсгэх.
2. Тав дахь үндсэн харилцан үйлчлэлийн бөөмс болох Хиггс бозоны оршин тогтнох баталгаа. Тэрээр онолын судалгаагаар цахилгаан ба сул харилцан үйлчлэлд нөлөөлж, тэдгээрийн тэгш хэмийг зөрчих ёстой.
3. Тэдгээрээс бүрдэх протоноос 20 мянга дахин жижиг суурь бөөмс болох кваркуудын судалгаа.
4. бүрдүүлдэг харанхуй бодисыг олж авах, судлах ихэнх ньОрчлон ертөнц.

Эдгээр нь эрдэмтдийн LHC-д өгсөн цорын ганц зорилгоос хол байгаа боловч бусад нь холбогдох эсвэл цэвэр онолын зорилготой илүү холбоотой юм.

Та юунд хүрсэн бэ?

Хамгийн том бөгөөд хамгийн чухал ололт нь оршин тогтнохыг албан ёсоор баталгаажуулсан нь эргэлзээгүй Хиггс бозон... Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар бүх элементийн бөөмсийн массыг олж авахад нөлөөлдөг тав дахь харилцан үйлчлэлийн нээлт (Хиггс талбар). Хиггсийн талбайг бусад талбарт хэрэглэх үед тэгш хэм эвдрэх үед W ба Z бозонууд масстай болдог гэж үздэг. Хиггс бозоны нээлт нь маш их ач холбогдолтой тул олон эрдэмтэд тэдэнд "тэнгэрлэг бөөмс" гэсэн нэр өгсөн.

Кваркууд нь бөөмс (протон, нейтрон болон бусад) болж нэгддэг адронууд... Нэр нь гарсан LHC-д тэд л хурдалж, мөргөлддөг. Коллайдерыг ажиллуулах явцад кваркийг адроноос салгах боломжгүй гэдгийг баталсан. Хэрэв та үүнийг хийх гэж оролдвол, жишээ нь протон, өөр төрлийн энгийн бөөмсийг салгах болно. мезон... Хэдийгээр энэ нь адронуудын зөвхөн нэг нь бөгөөд өөрөө шинэ зүйл агуулаагүй ч кваркуудын харилцан үйлчлэлийн цаашдын судалгааг жижиг алхмаар нарийн хийх ёстой. Орчлон ертөнцийн үйл ажиллагааны үндсэн хуулиудыг судлахдаа яарах нь аюултай.

Хэдийгээр LHC-ийг ашиглах явцад кваркууд өөрсдөө нээгдээгүй ч тодорхой цэг хүртэл оршин тогтнох нь математикийн хийсвэрлэл гэж ойлгогддог. Анхны ийм тоосонцор 1968 онд олдсон ч 1995 онд л "жинхэнэ кварк" байгаа нь албан ёсоор батлагдсан. Туршилтын үр дүн нь тэдгээрийг дахин үйлдвэрлэх чадвараар нотлогддог. Тиймээс LHC ижил төстэй үр дүнд хүрсэн нь давталт биш, харин тэдний оршин тогтнохын баттай нотолгоо гэж үздэг! Хэдийгээр кваркуудын бодит байдлын асуудал хаана ч алга болоогүй, учир нь тэд зүгээр л байдаг онцолж болохгүйадронуудаас.

Ямар төлөвлөгөөтэй байгаа вэ?

Hans G / flickr.com (CC BY-SA 2.0)

"Бүх зүйлийн онол"-ыг бий болгох гол ажил шийдэгдээгүй байгаа ч түүний илрэлийн боломжит хувилбаруудын онолын судалгаа хийгдэж байна. Өнөөг хүртэл ерөнхий харьцангуйн онол ба Стандарт загварыг хослуулах асуудлын нэг юм өөр талбайтэдний үйлдэл, тиймээс хоёр дахь нь эхнийх нь онцлогийг харгалзан үздэггүй. Тиймээс Стандарт загвараас хальж, зах зээлд хүрэх нь чухал юм. Шинэ физик.

Супер тэгш хэм -Эрдэмтэд энэ нь бозоник ба фермионы квантын талбаруудыг холбосон тул тэдгээр нь бие биенээ болж хувирдаг гэж үздэг. Квантын талбайн тэгш хэмт зураглал нь үндсэн дээр суурилдаг гэсэн онол байдаг тул энэ нь Стандарт загварын хамрах хүрээнээс давсан ийм хувиргалт юм. гравитонууд... Үүний дагуу тэдгээр нь таталцлын үндсэн бөөмс байж болно.

Босон Мадала- Мадала бозоны оршин тогтнох таамаглал нь өөр талбар байгааг харуулж байна. Зөвхөн Хиггс бозон нь мэдэгдэж буй бөөмс, бодистой харилцан үйлчилдэг бол Мадала бозон нь харанхуй бодис... Хэдийгээр энэ нь орчлон ертөнцийн ихээхэн хэсгийг эзэлдэг ч түүний оршин тогтнох нь Стандарт Загварын хүрээнд хамаарахгүй.

Микроскоп хар нүх - LHC-ийн судалгааны нэг нь хар нүх үүсгэх явдал юм. Тиймээ, тийм ээ, яг тэр хар, сансар огторгуйд хамаг хэрэгцээг хангадаг газар. Аз болоход, энэ чиглэлд дорвитой ололт гараагүй байна.

Өнөөдөр том адрон коллайдер нь олон талт судалгааны төв бөгөөд үүний үндсэн дээр дэлхийн бүтцийг илүү сайн ойлгоход туслах онолуудыг бий болгож, туршилтаар баталгаажуулдаг. Стивен Хокинг зэрэг аюултай гэж дүгнэгдсэн хэд хэдэн үргэлжилсэн судалгааг тойрсон шүүмжлэлийн давалгаа байнга гардаг ч тоглоом нь лааны үнэ цэнэтэй зүйл юм. Газрын зураг ч, луужин ч байхгүй, хүрээлэн буй ертөнцийн талаарх анхан шатны мэдлэггүй ахмадтай бид Орчлон хэмээх хар далайд хөвж чадахгүй.

Хэрэв та алдаа олсон бол текстийн хэсгийг сонгоод дарна уу Ctrl + Enter.