Hadron Collider: Start. The Large Hadron Collider hverju? Hvar er?

Saga eldsneytisgjöf, sem við þekkjum í dag sem Large Hadron Collider byrjar fleiri frá árinu 2007. Upphaflega byrjaði með tímaröð eldsneytisgjöf á cyclotron. Tækið var lítið tæki sem auðveldlega passar á borðinu. Þá er sagan af eldsneytisgjöf hefur þróað jafnt og þétt. Það virtist synchrotron og synchrotron.

Í sögu kannski mest skemmtilegt var tímabilið frá 1956 til 1957 ár. Á þeim tíma, Sovétríkjanna vísindi, einkum eðlisfræði, ekki dragast erlendum bræðrum. Notkun á uppsöfnuðum ára reynslu, Sovétríkjanna eðlisfræðingur heitir Vladimir Veksler gert bylting í vísindum. Þau eru öflugasta synchrotron á þeim tíma var búið. vinna getu þess var 10 Gev (10 milljarðar rafeinda volt). Eftir þetta uppgötvun hefur nú þegar búið til alvarleg dæmi um eldsneytisgjöf: Large Electron-sneiðmyndatöku Collider, á bensíngjöfina Sviss, Þýskalandi, Bandaríkjunum. Þau hafa öll eitt sameiginlegt markmið - að rannsaka grundvallaratriði agnir af kvörkum.

The Large Hadron Collider var búin í fyrsta sæti, þökk sé viðleitni ítalska eðlisfræðingnum. Og nafn hans var Carlo Rubbia, Nobel Nóbels. Á starfsemi sína starfaði Rubbia sem leikstjóri hjá Evrópustofnun fyrir Nuclear Research. Það var ákveðið að byggja og reka LHC er á staðnum fræðslusetur.

Hvar Hadron Collider?

Collider sett á landamærum Sviss og Frakklands. Lengd ummál hennar er 27 km, og svo það er kallað stórt. eldsneytisgjöf hringur fer aftur 50 til 175 metra. Segullinn 1232 er sett Collider. Þeir eru ofurleiðari, sem þýðir að maður getur þróa hámarks reit fyrir hröðun, þar sem orkukostnaður slíkra seglum eru nánast fjarverandi. Heildarþyngd hvers segull er 3,5 tonn á lengd 14,3 metrar.

Eins og allir líkamlega hlut, Large Hadron Collider myndar hita. Þess vegna er nauðsynlegt að sífellt svalt. Í þessu skyni, hitastiginu er haldið fyrir á 1,7 K með því að nota 12 milljón lítra af fljótandi köfnunarefni. Þar að auki, fljótandi helíum (700.000 lítrar) er notuð til að kæla, og síðast en ekki síst - þrýstingur er notaður, sem er tíu sinnum lægri en venjulegan loftþrýsting.

Temperature 1,7 K á celsíus er -271 gráður. Slík hitastig er næstum nálægt alkuli. Absolute Zero er kallað lægsta mögulega takmörk, sem kunna að hafa efnislíkama.

Innri hluti ganganna er ekki síður áhugavert. Það eru Níóbín-títan ofurleiðari snúru með möguleika. Lengd þeirra er 7600 km. Heildar þyngd er 1.200 tonn snúrur. Inni í snúru - a plexus af vír 6300 með samtals fjarlægð um 1,5 milljarða km. Lengdin er jafnt og 10 stjarnfræðilegur einingar. Til dæmis, er fjarlægðin frá jörðu til sólar er 10 slíkar einingar.

Ef við tölum um landfræðilega staðsetningu hennar, má segja að The Collider hringir liggja milli borgum Saint-Genis og Forno Voltaire staðsett á franska hlið, auk Marin og Vessurat - með svissneska hlið. Lítil hringur, sem kallast PS, nær meðfram landamærum þvermál.

Raison d'être

Til þess að svara spurningunni "Hvað er LHC", þú þarft að snúa sér til vísindamanna. Margir vísindamenn segja að það er mikill uppfinning fyrir allt tímabilið tilvist vísinda, og að vísindi án þess að það, sem er þekkt fyrir að okkur í dag, bara ekki skynsamleg. Tilvist og ráðast af Large Hadron Collider ert áhugaverð í því að árekstur agna í LHC er sprenging. Öll fínn agnir dreifa í mismunandi áttir. Og myndi ný agnir, sem getur útskýrt tilvist og merkingu margra.

The fyrstur hlutur sem vísindamenn hafa reynt að finna þessar agnir hrundi - það er fræðilega spáð af eðlisfræðingnum Peter Higgs grunnskóla ögn kallast "Higgs bóseind". Þessi töfrandi ögn er smitberi upplýsingum, eru talin. En það er kallað "ögn Guðs". Opna það myndi færa vísindamenn til að skilja alheiminn. Það skal tekið fram að árið 2012, 4. júlí, Hadron Collider (byrja það að hluta tekist) til að finna svipað ögn. Hingað til eru vísindamenn að reyna að læra það í smáatriðum.

Hversu lengi mun ...

Að sjálfsögðu spurningin strax vaknar, hvers vegna eru vísindamenn svo lengi að rannsaka þessi agnir. Ef þú ert með tæki, er hægt að keyra hana, og í hvert skipti til að skjóta fleiri og fleiri gögn. Sú staðreynd að verk LHC - það er dýrt ánægju. Einn sjósetja kostar stór summa. Til dæmis, árleg orkunotkun er jafn 800 milljónir. KW / h. Þessi upphæð af orku neytt borgina með íbúum um 100 þúsund. Man, á meðaltali stöðlum. Þetta felur ekki í sér viðhald kostnaður. Önnur ástæða - er að LHC sprengingu sem á sér stað þegar dæld róteinda bundið að framleiða mikið magn af gögnum: tölvu-læsileg upplýsingar svo sem vinnsla fer mikinn tíma. Jafnvel þrátt fyrir að kraftur tölvum sem fá upplýsingarnar, jafnvel stór eftir stöðlum í dag.

Önnur ástæða - það er ekki síður frægur hulduefni. Vísindamenn vinna með collider í þessa átt, viss um að hin sýnilega svið af the alheimsins er aðeins 4%. Gert er ráð fyrir að restin - það er hulduefni og hulduorku. Tilraunum að reyna að sanna að þessi kenning sé rétt.

Hadron Collider: með eða á móti

Sett fram kenningu um hulduefni í efa öryggi tilvist LHC. Spurningin var: "Hadron Collider: með eða á móti?" Hann var áhyggjufullur margir vísindamenn. Allir mikill hugur í heiminum er skipt í tvo flokka. "Andstæðingar" hafa sett fram áhugaverð kenning um að ef slík mál til, þá verður það að vera á móti ögn hennar. Og árekstur agna í eldsneytisgjöf virðist dekkri hluta. Það var hætt við að dimma hluta og hluta sem við sjáum andlit. Þá gæti það leitt til dauða alheimsins. Hins vegar, eftir fyrstu byrjun LHC þessi kenning hefur verið að nokkru leyti veikt.

Næst á mikilvægi kemur sprenging alheimsins, eða öllu heldur - fæðingu. Það er talið að árekstur má vart hvernig alheimurinn haga sér í fyrstu sekúndum tilveru. Hvernig hún leit eftir uppruna Miklahvells. Það er talið að ögn árekstur ferli er mjög svipuð þeirri sem var í upphafi fæðingu alheimsins.

Að minnsta kosti annar stórkostlegur hugmynd sem vísindamenn kannað - það er framandi módel. Það virðist ótrúlegt, en það er kenning sem bendir til þess að það eru aðrar víddir og alheimsins eins og okkur mönnum. Og einkennilega nóg, eldsneytisgjöf og eru fær um að hjálpa.

Einfaldlega setja, tilgangur tilveru eldsneytisgjöf er að skilja hvað alheimurinn er, hvernig það var búið að sanna eða afsanna neina núverandi kenningu agna og tengdum fyrirbærum. Auðvitað, myndi það taka mörg ár, en með hverjum byrjun, nýjar uppgötvanir sem overturned heimi vísinda.

Staðreyndir um eldsneytisgjöf

Allir vita að eldsneytisgjöf flýta agnir allt að 99% hraða ljóssins, en ekki margir vita að hlutfall er jafn 99.9999991% af hraða ljóssins. Þessi ótrúlega mynd vit vegna þess að fullkomna hönnun og öflugur segull hraða. Við ættum einnig að huga sumir af the minna þekktum staðreyndum.

Tölurnar framleidd í árekstri agna á hröðun

Fjölda róteinda í fullt	að 100 bln. (1011)
Fjöldi bunches	til 2,808
Fjölda af brottför proton bitum í skynjari gírinn	allt að 31 millj. sekúnda svæði 4
Fjölda árekstrum í agnir af á mótum	til 20
Volume fyrir gögn árekstur	um það bil 1.5 MB
Magn af ögnum Higgs	1 bita 2,5 sekúndna fresti (á fullum styrkur bunu og í samræmi við tilteknar forsendur um eiginleika sem innihalda agnimar Higgs)

Um það bil 100 milljónir. Straumar af gögnum sem koma frá hverjum af tveimur helstu skynjari geta á nokkrum sekúndum til að ljúka meira en 100.000 geisladiska. Á aðeins einum mánuði fjölda diska hafa náð slíkri hæð að þegar þeir leggja niður í stafla, það væri nóg til tunglsins. Það var því ákveðið að safna öllum gögnum sem koma frá skynjari, en aðeins þeir sem hafa leyfi til að nota gagnasöfnun kerfi, sem í raun virkar sem sía fyrir gögnin. Það var ákveðið að taka aðeins 100 atburði sem áttu sér stað á þeim tíma sem sprengingu. Skráð þessir atburðir verða til geymslu gagna um LHC kerfi, sem er staðsett á Evrópska Laboratory fyrir Ögn eðlisfræði, sem er einnig í stað eldsneytisgjöf stöðu. Verður skráð atburði sem hafa verið skráð, og þeir sem tákna vísindasamfélagsins mesta áhuga.

eftirmeðferðarkerfa

Eftir að hafa tekið hundrað kílóbæti af gögnum til að vinna. Í þessum tilgangi, meira en tvær milljónir tölvur staðsett í CERN. Tilgangur þessara tölva er vinnsla hráefna gögnum og myndun sinn, sem mun vera gagnlegt fyrir frekari greiningu. Frekari mynda gögn á verði beint að tölvunet GRID. Þetta á netinu net tengir þúsundir tölvur sem eru staðsettir í mismunandi stofnunum um allan heim, bindur meira en eitt hundrað helstu miðstöðvar, sem eru staðsett í þremur heimsálfum. Allar slíkar eru tengdir með CERN með ljósleiðara - fyrir hámarks gögn hlutfall.

Talandi um staðreyndir, það er nauðsynlegt að minnast einnig um uppbyggingu líkamlega vísbendingar. Tunnel eldsneytisgjöf er frávik 1,4% frá láréttu plani. Þetta var gert í fyrsta sæti til að setja flest eldsneytisgjöf göngunum í monolithic rokk. Þannig dýpt staðsetningu á gagnstæðum hliðum eru öðruvísi. Ef við gerum ráð fyrir úr vatninu, sem er staðsett nálægt Genf, dýpt er 50 metrar. Hið gagnstæða hluti hefur dýpi 175 metrar.

The áhugaverður hlutur er að tungl áföngum áhrif á bensíngjöfina. Það kann að virðast eins og a fjarlægum hlut getur virkað í fjarlægð. En það er tekið fram að á fullu tungli, þegar það er bylgja af landi í Geneva svæðinu, hækkuðu um eins mikið og 25 sm. Þetta hefur áhrif á lengd Collider. Lengd þar með incremented eftir 1 mm, og geisla orka er breytt sem nemur 0,02%. Síðan verður haldið orka geisla stjórn allt að 0,002%, sem vísindamenn verða að taka tillit til þessa fyrirbæri.

Einnig áhugavert er að Collider göng hefur lögun af Octagon fremur en hring, sem margir eru. Horn mynduð á stuttum köflum. Þeir eru raðað fasta skynjari og kerfið sem stýrir flýta ögn geisla.

uppbygging

Hadron Collider, var hleypt af stokkunum, sem er í tengslum við margar af upplýsingum og spennan vísindamanna - ótrúlega tæki. All eldsneytisgjöf samanstendur af tveimur hringjum. Lítil hringur kallast róteind synchrotron eða til að nota skammstafanir - PS. Stór hringur - Super Proton Synchrotron eða SPS. Saman tvö hringir leyfa dreifða hluta til 99,9% á hraða ljóssins. Þannig Collider eykst og orku sem róteinda, auka heildarorkuna sinni af 16 sinnum. Það gerir einnig að agnirnar rekast á við hvert annað um það bil 30 Mill. Time / s. í 10 klst. 4 helstu skynjari er fengið við mesta lagi 100 terabytes stafræn gögn á sekúndu. Taka á móti gögnum vegna einstakra þátta. Til dæmis geta þeir uppgötva grunn agnir, sem hafa neikvæð electric ákæra, og hafa hálfa snúast. Þar sem þessar agnir eru óstöðug, þá beina uppgötvun þeirra ómögulegt er hægt að greina einungis orka þeirra munu birtast á ákveðnum horn við geisla ásinn. Þetta skref er kallað fyrsta viðbragðaþröskuldinn. Þetta skref er fylgt eftir með fleiri en 100 sérstakra gagna kortum, sem eru felldar í rökfræði framkvæmd. Þessi hluti er einkennist af því að á meðan því að gögnin er úrval af meira en 100 tysyach gagnabálkana í eina sekúndu. Þá eru þessi gögn notuð til greiningar, sem á sér stað með því að nota hærri stigi vélbúnaður.

Next Level Systems öfugt, fá upplýsingar frá öllum skynjari flæði. Hugbúnaður skynjari starfar í kerfinu. Þar mun hún nota fjölda af tölvum til að vinna síðari gögn blokkir, að meðaltali tími milli blokkir - 10 míkrósekúndur. Forrit munu þurfa að búa til merki agnir, sem svarar til upprunalegu lið. Niðurstaðan er gögnum mynduð samanstendur af krafti, orku og öðrum leið sem upp á einn atburð.

eldsneytisgjöf hlutar

Allir eldsneytisgjöf má skipta í 5 meginþætti:

1) rafeinda-positron eldsneytisgjöf Collider. Sá hluti er um 7 tysyach seglum með ofurleiðari eiginleika. Með þeim sér stað í gegnum hringlaga átt að geisla göngunum. Og einnig þeir einbeita sér geisla í einni flæði sem breidd minnkar breidd eitt hár.

2) Compact muon segulloka. Þessi skynjari er hannað til almennra nota. Í slíkum skynjari eru að leita að nýjum fyrirbæri og til dæmis leitað að Higgs ögn.

3) Detector LHCb. Mikilvægi af þessu tæki er að leita að kvörkum og agnir andstæðar þeim - antiquarks.

4) Í kjarnanum uppsetning ATLAS. Þessi skynjari er hannað fyrir upptaka af muons.

5) Alice. Þessi skynjari fangar rekast leiða jónir og róteindakeðju árekstra.

Erfiðleikar að byrja á LHC

Þrátt fyrir að nærvera hátækni útilokar möguleikann á villum í öllu starfi er öðruvísi. Meðan tafar, svo og bilun tíma eldsneytisgjöf samkoma. Ég verð að segja að þetta óvænt ástand var ekki. Tækið inniheldur mörg blæbrigði og krefst slík nákvæmni sem vísindamenn búast svipaðar niðurstöður. Til dæmis, einn af þeim vandamálum sem blasa vísindamenn á sjósetja - synjun segull sem beindist geislar af róteinda rétt fyrir árekstur. Þetta alvarlegt slys stafaði af eyðingu fjallinu vegna þess að tap á ofurleiðari segull.

Þetta vandamál upp árið 2007. Vegna þess, að ráðast af Collider frestað nokkrum sinnum, og í júní sjósetja átti sér stað, næstum ár Collider enn hafin.

Síðasti sjósetja af the Collider gekk vel, safnar það margar terabæti af gögnum.

Hadron Collider, var hleypt af stokkunum, sem fór fram 5. apríl 2015, með góðum árangri starfar. Í mánuðinum geislar mun elta kringum hringinn, smám saman auka völd. Markmiðin fyrir rannsókninni sem slík, nr. árekstur orku geislar verður aukið. Gildi lyftu frá 7 til 13 TEV TEV. Þessi aukning mun leyfa til að sjá ný tækifæri í árekstri agna.

Árið 2013 og 2014. voru alvarleg tæknileg skoðun göng, eldsneytisgjöf, skynjari og öðrum búnaði. Niðurstaðan var 18 tvískauta seglum eru ofurleiðari virka. Það skal tekið fram að heildarfjöldi þeirra er 1232 stykki. Hins vegar hafa eftir seglum ekki farið óséður. Annars við skipta kerfi verndar gegn kæla niður, setja batnað. Einnig batnað á kælikerfi seglum. Þetta gerir þeim kleift að vera á lágu hitastigi, með hámarks afli.

Ef allt gengur vel, næsta sjósetja af bensíngjöfinni mun eiga sér stað fyrr en eftir þrjú ár. Í gegnum þetta tímabil sem áætlað er fyrirhuguð vinna að því að bæta, tæknilega athugun á Collider.

Það skal tekið fram að viðgerð kostar eyri, án þess að íhuga kostnað. Hadron Collider, frá og með 2010 hefur gildi sem svarar til 7,5 bln. Euro. Þessi mynd sýnir allt verkefnið í fyrsta sæti á lista yfir dýrustu verkefni í sögu vísindanna.

Nýlegar fréttir

Hadron Collider, var hleypt af stokkunum, sem átti sér stað eftir hlé, var vel. Áhugavert Gögnum var safnað. Til dæmis var sönnun kynnt sem nútíma hugmynd um rétta agna. Þetta er gert mögulegt að þakka að rétta rekstur CMS og LHCb skynjari. Þessir skynjarar rotnun BS lent tveimur Meson, sem er bein sönnun tryggð nútíma kenningar.

Það er þess virði að spyrja spurningu, hvernig er sönnun þessa kenningu. Ein leið - þetta er handtaka nýrra agna. Það er, ef árekstur verður ný grunnskólum agnir, sem þýðir að nútíma kenningar verði endurskoðuð.

Vísindamenn athygli á ögn af því að það er hægt að sýna, eða að minnsta kosti að opna hurðina í átt að supersymmetry. Þetta er góð byrjun fyrir frekara nám og störf í Center for Scientific Research í Genf.

Hvað er næst?

Eftir á að fara að gerast næst nútímavæðingu Collider verður falið frekari rannsókn agna. Einkum mun það vera nauðsynlegt að læra meira um Higgs bóseind. Þrátt fyrir þá staðreynd að fyrir þessi uppgötvun hlaut Nóbelsverðlaunin, ekki alla eiginleika þess til fulls og sannað. Þess vegna hafa vísindamenn langa og erfiða vinnu við rannsóknir á þessum ótrúlega agna.

Að auki verður þú að halda áfram að vinna að sanna eða afsanna kenningar um supersymmetry. Þó það virðist svolítið frábær, en það hefur rétt til að vera. Ætlið ekki, að öll athygli er gefið aðeins í fyrsta tölublaði mikilvægi fyrir hvert verkefni hefur sitt eigið lið vísindamanna sem starfa á þessu sviði.

Auðvitað, þetta er ekki öll verkefni sem þarf að vera beint til vísindamanna. Með hverri nýrri terabyte af upplýsingum sem berast lista af spurningum stöðugt bætist, og svör þeirra má leit upp í gegnum árin.