Didysis hadronų kollideris (LHC) yra šiuolaikinės dalelių fizikos stebuklas, leidęs tyrėjams pasinerti į tikrovės gelmes. Jo ištakos siekia visą 1977 m., Kai seras Johnas Adamsas, buvęs Europos branduolinių tyrimų organizacijos (CERN) direktorius, pasiūlė pastatyti požeminį tunelį, kuriame galėtų tilpti dalelių greitintuvas, galintis pasiekti nepaprastai didelę energiją. 2015 m. Fiziko Thomas Schörner-Sadenius istorinis leidinys.
Projektas buvo oficialiai patvirtintas po dvidešimties metų, 1997 m., Ir buvo pradėtas statyti 16,5 mylių ilgio (27 km) žiedas, einantis po Prancūzijos ir Šveicarijos siena ir galintis pagreitinti daleles iki 99,99 procento šviesos greičio ir jas sutriuškinti. kartu. Žiedo viduje 9 300 magnetų nukreipia įkrautų dalelių paketus dviem priešingomis kryptimis 11 245 kartus per sekundę greičiu, galiausiai sutelkdami juos į susidūrimą. Šis įrenginys kas sekundę sugeba sukelti maždaug 600 milijonų susidūrimų, išleisdamas neįtikėtiną kiekį energijos ir kaskart tam tikrą laiką apimdamas egzotiškas ir niekada nematytas sunkias daleles. LHC veikia 6,5 karto didesne energija nei ankstesnis rekordinis kietųjų dalelių greitintuvas, „Fermilab“ uždarytas „Tevatron“ JAV.
LHC pastatas iš viso kainavo 8 milijardus dolerių, iš kurių 531 milijonas dolerių atkeliavo iš JAV. Jo eksperimentuose bendradarbiauja daugiau nei 8000 mokslininkų iš 60 skirtingų šalių. Akseleratorius pirmą kartą įjungė savo sijas 2008 m. Rugsėjo 10 d., Susidurdamas su dalelėmis tik dešimtyje milijoninės jo pradinio projektinio intensyvumo.
Prieš pradedant veiklą, kai kurie bijojo, kad naujasis atominis triuškinamasis automobilis sunaikins Žemę, galbūt sukurdamas visavertę juodąją skylę. Bet kuris gerbiamas fizikas pareikštų, kad tokie rūpesčiai yra nepagrįsti.
„LHC yra saugus, ir bet koks pasiūlymas, kad jis gali kelti pavojų, yra gryna fantastika“, - praeityje CERN generalinis direktorius Robertas Aymaras „LiveScience“ pasakojo.
Tai nereiškia, kad įrenginys negali būti kenksmingas, jei jis bus naudojamas netinkamai. Jei jūs įstrigtumėte ranka į siją, kurioje sukoncentruota judančio orlaivio energija iki mažesnio nei milimetro pločio, per ją būtų padaryta skylė ir tunelyje esanti radiacija jus užmuštų.
Novatoriški tyrimai
Per pastaruosius 10 metų LHC sutriuškino atomus dviem pagrindiniams eksperimentams - ATLAS ir CMS, kurie veikia ir analizuoja savo duomenis atskirai. Tai turi užtikrinti, kad nė vienas bendradarbiavimas nedarys jokios įtakos kitam ir kad kiekvienas patikrins savo seserį. Priemonės sukūrė daugiau nei 2000 mokslinių darbų daugelyje pagrindinių dalelių fizikos sričių.
2012 m. Liepos 4 d. Mokslo pasaulis su įkvėptu kvėpavimu stebėjo, kaip LHC tyrėjai paskelbė atradę Higso bozoną - paskutinį galvosūkį penkių dešimtmečių senumo teorijoje, vadinamą standartiniu fizikos modeliu. Standartinis modelis bando atsižvelgti į visas žinomas daleles ir jėgas (išskyrus sunkio jėgas) ir jų sąveiką. Dar 1964 m. Britų fizikas Peteris Higgsas parašė dokumentą apie daleles, kurios dabar yra jo vardas, ir paaiškino, kaip visatoje atsiranda masė.
Higsas iš tikrųjų yra laukas, prasiskverbiantis į visą erdvę ir tempiantis kiekvieną dalelę, judančią per ją. Kai kurios dalelės lėčiau sklinda per lauką, ir tai atitinka didesnę jų masę. Higso bozonas yra šios srities apraiška, kurią fizikai vijosi jau pusę amžiaus. LHC buvo aiškiai pastatytas tam, kad galutinai užfiksuotų šį nelengvą karjerą. Galiausiai sužinoję, kad Higsas turėjo 125 kartus didesnę protono masę, tiek Peteris Higgsas, tiek belgų teorinis fizikas Francois Englertas 2013 m. Buvo apdovanoti Nobelio premija už jo buvimo numatymą.
Net turėdami Higgį rankoje, fizikai negali pailsėti, nes standartiniame modelyje vis dar yra skylių. Viena vertus, jis nenagrinėja gravitacijos, kuriai daugiausia taikoma Einšteino reliatyvumo teorija. Tai taip pat nepaaiškina, kodėl Visata yra sudaryta iš materijos, o ne iš antimedžiagos, kuri laiko pradžioje turėjo būti sukurta maždaug vienodais kiekiais. Ir visiškai tyli tamsiosios materijos ir tamsiosios energijos, kurios dar nebuvo atrastos, kai ji buvo pirmą kartą sukurta.
Prieš įjungdami LHC, daugelis tyrėjų būtų pasakę, kad kita puiki teorija yra žinoma kaip supersimetrija, kuri prie visų žinomų dalelių prideda panašius, bet daug masyvesnius porinius partnerius. Vienas ar daugiau šių sunkiųjų partnerių galėjo būti puikus kandidatas į daleles, sudarančias tamsiąją medžiagą. Supersimetrija pradeda valdyti gravitaciją, paaiškindama, kodėl ji yra tiek silpnesnė nei kitos trys pagrindinės jėgos. Prieš Higgso atradimą kai kurie mokslininkai vylėsi, kad bozonas galų gale bus šiek tiek kitoks, nei numatė standartinis modelis, užsimindamas apie naują fiziką.
Bet kai Higgsas pasirodė, jis buvo neįtikėtinai normalus, tiksliai masės diapazone, kur, pasak standartinio modelio, bus. Nors tai yra didelis standartinio modelio pasiekimas, jis fizikams paliko be gerų paskatų. Kai kurie žmonės pradėjo kalbėti apie prarastus dešimtmečius, persekiodami teorijas, kurios gerai skambėjo popieriuje, bet, atrodo, neatitinka tikrųjų pastebėjimų. Daugelis tikisi, kad kiti LHC duomenų rinkimo ciklai padės išspręsti šią netvarką.
LHC uždarytas 2018 m. Gruodžio mėn., Kad būtų galima atlikti dvejų metų atnaujinimo ir remonto darbus. Grįžusi internete ji galės sutriuškinti atomus ir šiek tiek padidinti energiją, tačiau dvigubai daugiau susidūrimų per sekundę. Ką tada ras, spėja bet kas. Jau kalbama apie dar galingesnį dalelių greitintuvą, kuris jį pakeistų, esantį toje pačioje srityje, tačiau keturis kartus didesnį už LHC dydį. Milžiniškas pakeitimas gali užtrukti 20 metų ir 27 milijardus JAV dolerių.
