Hadron Collider: Start. Tha Large Hadron Collider carson? Far a bheil e?

Eachdraidh na accelerator, gun fhios againn an-diugh mar Large Hadron Collider tòiseachadh barrachd bho 2007. An toiseach tha e tòiseachadh leis an loidhne-tìm a 'accelerator an cyclotron. Tha an uidheam a bha beag uidheam gu furasta 'freagairt air a' bhòrd. An uair sin sgeulachd accelerators air an leasachadh mean air mhean. Bha synchrotron agus synchrotron.

Ann an eachdraidh 's dòcha as aoigheachd a bha an ùine bho 1956 gu 1957 bliadhna. Aig an àm, Sòbhieteach saidheans, gu h-àraidh fiosaig, cha robh a 'tuiteam air cèin a bhràithrean. Cleachdadh an cruinnichte bliadhna de dh'eòlas, an Soviet-fiosaig ainmeachadh Vladimir Veksler Rinn fuasgladh ann an saidheans. Tha iad as cumhachdaiche synchrotron aig an àm a chaidh a chruthachadh. Bha comas aice a bhith ag obair 10 GeV (10 billean electron volts). Às dèidh seo, lorg a-mach mar-thà air a chruthachadh droch eisimpleirean de accelerators: Large Electron-Positron Collider, accelerator an Eilbheis, a 'Ghearmailt, na Stàitean Aonaichte. Iad a h-uile aon aig aon amas - a 'sgrùdadh bunaiteach pìosan quarks.

Tha Large Hadron Collider a chaidh a chruthachadh anns a 'chiad àite a' toirt taing do na h-oidhirpean nan Eadailteach-fiosaig. Agus ainm a bh 'Carlo Rubbia, Duais Nobel cùirte. Rè a 'ghnìomhachd Rubbia ag obair mar stiùiriche air Buidheann na h-Eòrpa airson Rannsachadh Niuclasach. Chaidh co-dhùnadh a thogail agus ruith na LHC tha air làraich-ionad rannsachaidh.

Far a bheil Hadron Collider?

Collider a chur air a 'chrìoch eadar an Fhraing agus an Eilbheis. Fad a thomhas a tha 27 cilemeatair, agus mar sin 'se mòr. accelerator fàinne a 'dol air ais 50 gu 175 meatair. Tha an tàladh 1232 air a chur Collider. Tha iad superconducting, a 'ciallachadh an aon leasachadh as àirde tron achadh airson luathachadh, bho na cosgaisean lùtha a leithid de magnets tha cha mhòr neo-làthaireach. Tha an cuideam iomlan de gach tàladh a tha aig 3.5 tunna fad de 14.3 meatair.

Like fiosaigeach sam bith a nì, a 'Large Hadron Collider gineadh teas. Uime sin, tha e riatanach a bhith a 'sìor fionnar. Airson an adhbhair seo, an teothachd a tha air an cumail aig 1.7 K a 'cleachdadh 12 millean liotairean de lionn naitridean. A bharrachd, tha an leaghan helium (700,000 liotairean) air a chleachdadh airson a 'fuarachadh, agus as cudromaiche buileach - a' chuideam air a chleachdadh, a tha deich tursan nas ìsle na an t-àbhaisteach àile.

Teòthachd 1.7 K centigrade tha -271 ceuman. A leithid Teòthachd e cha mhòr faisg air a lan-neoni. Absolute Zero goirear an ìre as ìsle a ghabhas crìoch, a dh'fhaodadh a bhith a chuirp.

Tha an taobh a-staigh na phàirt den tunail nach eil nas lugha inntinneach. Tha niobium-TITANIUM superconducting càball le comasan. Aca air fad a tha 7600 cilemeatair. Tha an cuideam iomlan tha 1,200 tunna càbaill. Taobh a-staigh an càball - a plexus na uèirichean 6300 le astar iomlan de 1.5 billean cilemeatair. Tha seo a dh'fhaid a tha co-ionann ri 10 an ciall aonadan. Mar eisimpleir, air an astar eadar an talamh gus a 'ghrian a tha a leithid de 10 aonadan.

Ma bhios sinn a 'bruidhinn mu dheidhinn an t-àite, faodar a ràdh gun robh an fhàinne Collider laighe eadar am bailtibh Saint-Genis agus Forno Voltaire suidhichte air taobh na Frainge, a thuilleadh air Marin agus Vessurat - leis an Swiss taobh. Tarsainn fàinne, ris an canar PS, a 'sìneadh air a' chrìch an trast-thomhas.

Tha raison d'Slàinte ⁊ Fitness

Gus freagair a 'cheist "Dè an LHC", feumaidh tu tionndadh chun an saidheans. Tha mòran luchd-saidheans ag ràdh gu bheil e a 'mhòr-innleachd fad na h-ùine bith saidheans, agus gu bheil e gun saidheans, a tha aithnichte dhuinn an-diugh, dìreach nach eil a' dèanamh ciall. Seach agus a 'cur air bhog an Large Hadron Collider inntinneach ann gu bheil an tubaist na pìosan ann an LHC e spreadhadh. A h-uile pìosan as lugha a tha a thèid a sgaoileadh ann an stiùireadh mu choinneamh. Airson pìosan ùra a chruthachadh, a dh'fhaodadh a mhìneachadh bith agus brìgh mòran.

Tha a 'chiad rud a tha luchd-saidheans a' feuchainn ri seo a lorg pìosan làr - tha e an dùil theoretically le fiosaig Peter boson Particle bhunaiteach ris an canar an "boson Higgs". Tha seo mìorbhaileach Particle S e giùlain fiosrachadh, thathar a 'meas. Ach tha e air a ghairm "Particle Dia." Uairean bhiodh e a 'gluasad luchd-saidheans a' tuigsinn na cruinne-cè. Bu chòir a thoirt fa-near gur ann an 2012, 4 Iuchair, Hadron Collider (tòisich e pàirt lean) gus cuideachadh a lorg coltach Particle. Gu ruige seo, tha luchd-saidheans a 'feuchainn ri sgrùdadh gu mionaideach.

Dè cho fada 'thoil ...

Gu dearbh, a 'cheist a dh'èireas a' bhad, carson a tha luchd-saidheans cho fada ri ionnsachadh pìosan seo. Ma tha uidheam, faodaidh sibh ga ruith, agus gach turas a losgadh barrachd is barrachd dàta. Tha an fhìrinn gu bheil an obair na LHC - tha e cosgail tlachd. Aon bhog cosg suim mhòr. Mar eisimpleir, bhliadhnail caitheamh lùtha a tha co-ionnan ri 800 millean. KW / s. -Suim seo de lùth a thèid a chaitheamh a 'bhaile le àireamh-sluaigh de mu 100 mìle. Mhanainn, aig ìrean cuibheasachd. Chan eil seo gabhail a-steach cosgaisean cumail suas. Adhbhar eile - tha an LHC spreadhadh a 'tachairt nuair a pitting an protons a' dol a dhèanamh leabhar mòr dàta: coimpiutair-leughaidh fiosrachadh mar sin a 'giollachd a' toirt tòrr ùine. Fiù 's ged nach cumhachd de choimpiutairean a' faighinn fiosrachadh, fiù 's le bhith a' mhòr-diugh.

Adhbhar eile - tha e nach eil cho ainmeil dorcha chùis. Saidheans ag obair le Collider ann an stiùireadh seo, cinnteach gu bheil an raon de rim faicinn an-cè e ach 4%. Thathas dhen bheachd gun robh an còrr - tha e dorcha 'chùis agus dorcha lùth. Dheuchainn, a 'feuchainn ri dearbhadh gun bheachd seo a tha ceart.

Hadron Collider: airson no an aghaidh

A chur air adhart an teòiridh dorcha a 'chùis a ghairm a-steach ceist sàbhailteachd na bha a' LHC. Tha a 'cheist dh'èirich: "Hadron Collider: airson no an aghaidh?" Bha e dragh air mòran luchd-saidheans. A h-uile mòr-inntinnean an t-saoghail air an roinn nan dà roinn. "Aghaidh" a chur air adhart inntinneach teòiridh a chùis ma leithid ann, an sin feumaidh e bhith aca mu choinneamh Particle. Agus bualadh pìosan ann an accelerator coltas dorcha pàirt. Bha cunnart ann gum dorcha pàirt agus am pàirt a chì sinn an-aghaidh. An sin dh'fhaodadh e leantainn gu bàs an cruinne-cè. Ach, an dèidh toiseach a 'chiad LHC bheachd seo air a bhith na pàirt briste.

Next ann cho cudromach 'sa' tighinn spreadhadh na cruinne-cè, no an àite - a 'bhreith. Thathar a 'creidsinn gun robh an tubaist Faodar mar a tha an cruinne-cè mhodhail anns a' chiad diogan bith. Tha an dòigh ia 'coimhead às dèidh an tùs an Big Bang. Thathar a 'creidsinn gun robh a' phròiseas Particle tubaist tha glè choltach ris an tè a bha aig toiseach rugadh an cruinne-cè.

Co-dhiù beachd eile sgoinneil a-saidheans Cheartaich - tha e annasach modailean. Tha e coltach iongantach, ach tha beachd-smuain a tha a 'leigeil fhaicinn gu bheil tomhasan eile agus mar universes dhuinn daoine. Agus oddly gu leòr, a 'accelerator agus tha iad comasach air cuideachadh.

Dìreach air a chur, air an adhbhar bith de na accelerator e airson tuigsinn dè an cruinne-cè a tha, mar a chaidh a stèidheachadh, a dhearbadh no eu sam bith a th 'ann teòiridh agus pìosan co-cheangailte phenomena. Gu dearbh, bheireadh e bliadhna, ach leis gach toiseach, lorg fiosrachadh ùr a tha a 'car an t-saoghail ann an saidheans.

Facts mu na accelerator

Fios aig gach neach gu bheil an accelerator accelerates pìosan suas ri 99% de dh'astar solus, ach chan eil mòran dhaoine fios agaibh gu bheil an àireamh sa cheud a tha co-ionnan ri 99,9999991% den t- astar solas. Iongantach figear seo a 'dèanamh ciall air sgàth an foirfe dealbhadh agus cumhachdach magnets luathachadh. Bu chòir dhuinn cuideachd a 'toirt fa-near cuid de na fìrinnean lugha aithnichte.

Na h-àireamhan a dhèanamh ann an tubaist na pìosan aig àm a luathachadh

Tha an àireamh de protons ann am bad	gu 100 Bln. (1011)
àireamh de Bhiodh bad	gu 2.808
Tha an àireamh a 'dol seachad proton sailean ann an lorgair sòn	suas ri 31 millean. dàrna sònaichean 4
Tha an àireamh de thubaistean Particle aig an eadar-ghearradh	gu 20
Volume gach tubaist dàta	mu 1.5 MB
Nam pìosan boson	1 bhìd a h-uile 2.5 diog (aig làn dian na saile agus ann an co-rèir ri cuid barailean mu fheartan de na pìosan boson)

Mu 100 millean. Sruthan dàta a tha tighinn bho gach aon de na dà phrìomh lorgairean urrainn ann an cùis na diogan a lìonadh barrachd air 100,000 CDan. Ann an aon mhìos an àireamh de diosga a ràinig leithid àirde nuair a thig iad sìos ann an cruach, bhiodh e gu leòr airson a 'ghealaich. Chaidh uime sin an co-dhùnadh nach eil a 'cruinneachadh a h-uile dàta a tha tighinn bho na lorgairean, ach a-mhàin an fheadhainn a tha ceadaichte a' cleachdadh an dàta a chruinneachadh an t-siostam, a tha ann an fhìrinn ag obair mar Criathrag airson an dàta. Chaidh co-dhùnadh a chlàradh a-mhàin 100 tachartasan a thachair aig àm a 'spreadhadh. Recorded na tachartasan sin a bhith a 'tasgadh an dàta meadhan an LHC siostam, a tha stèidhichte aig an lann-Eòrpa airson Particle Physics, a tha cuideachd na àite na accelerator suidheachadh. Thèid an clàradh nan tachartasan a chaidh a chlàradh, agus an fheadhainn a tha a 'riochdachadh a' choimhearsnachd shaidheansail an ùidh a bu mhotha.

aftertreatment

An dèidh clàradh ceud kilobytes dàta a bhith air obrachadh. Airson an adhbhair seo, còrr is dà mhillean choimpiutairean suidhichte ann CERN. Tha an adhbhar sin coimpiutairean a tha a 'giollachd amh dàta agus a' cruthachadh ionad aca, a bhios feumail airson tuilleadh mion-sgrùdadh. Nas fhaide a chruthachadh dàta sruth thèid an stiùireadh chun a 'choimpiutair lìonra Grid. Lìonra seo air-loidhne a 'ceangal mìltean de choimpiutairean a tha suidhichte ann an diofar ionadan air feadh an t-saoghail, cheangaileas còrr is ceud phrìomh ionadan, a tha stèidhichte air trì mòr-thìrean. Uile leithid puingean a tha co-cheangailte ri cleachdadh CERN Optical stuthan - airson ìre as àirde tron dàta.

Bruidhinn na fìrinn, a bheil e riatanach a 'toirt iomradh cuideachd mu dheidhinn structar corporra comharran. Tunnel accelerator 'S e claonadh 1.4% bho còmhnard plèana. Chaidh seo a dhèanamh anns a 'chiad àite airson chur-chuid de na accelerator tunail monolithic chreig. Mar so doimhneachd greis-ghnìomhachais air an taobh an aghaidh eadar-dhealaichte. Ma tha sinn a 'gabhail bho na loch, a tha suidhichte faisg air Geneva, tha an doimhneachd 50 meatair. Tha a 'choinneamh mar phàirt Tha doimhneachd de 175 meatair.

'Se rud inntinneach gu bheil na gealaich ìre a' toirt buaidh air accelerator. 'S dòcha gu bheil coltas fad uainn nì a dh'fhaodas a bhith aig astar. Ach tha e fa-near gun rè a 'ghealach slàn, nuair a tha àrdachadh fearainn ann an Geneva sgìre, ag èirigh cho mòr ri 25 ceudameatair. Tha seo a 'toirt buaidh fad an Collider. Length mar sin incremented le 1 mìle meatair, agus air an sail a tha lùth air atharrachadh le 0,02%. Bho na lùth na saile feumar smachd a chumail air suas ri 0,002%, feumaidh an luchd-rannsachaidh a 'gabhail a-steach iongantas seo.

Cuideachd tha e inntinneach gu bheil an Collider tunail a tha an cumadh octagon seach cearcall, mar a tha mòran dhiubh. Anglaich a chruthachadh goirid earrannan. Tha iad air a chur air dòigh stèidhichte lorgairean agus an siostam a 'stiùireadh a' Bhuinn Luaith Particle sail.

structar

Hadron Collider, a chur air bhog a tha co-cheangailte ri mòran de na mion-fhiosrachadh agus an othail de luchd-saidheans - iongantach inneal. All accelerator tha dà fhàinne. Tarsainn fàinne ghairm proton synchrotron, no a 'cleachdadh giorrachaidhean - PS. Large fàinne - Super Proton Synchrotron, no SPS. Còmhla dà fhàinne leigeil leis a 'chuibhrionn a sgaoileadh 99,9% de dh'astar solas. Mar so Collider 'meudachadh agus an lùth de protons, a' meudachadh cumhachd iomlan aca de 16 turas. Tha e cuideachd a 'leigeil leis a' bualadh na chèile pìosan ri chèile mu 30 Mill. Uair / s. airson 10 uairean a thìde. 4 mòr lorgairean fhaighinn aig a 'chuid as motha 100 terabytes didseatach dàta gach dàrna. A 'faighinn dàta fa leth air sgàth fhactaran. Mar eisimpleir, faodaidh iad a lorgadh pìosan bhunaiteach, a tha a àicheil dealain-asgaidh, agus tha leth-snìomh. Bho sin pìosan a tha neo-sheasmhach, an uair sin a 'stiùireadh an cuid lorgaidh do-dhèanta e comasach a lorg ach am lùth a thèid a sgaoileadh gu bhith aig cuid de cheàrn ri an sail axis. Cheum seo Canar-adhbharachaidh 'chiad ìre. Cheum seo air a leantainn le còrr is 100 sònraichte dàta cairtean, a tha air fhilleadh a-steach ann an aon loidsig a chur an gnìomh. Tha am pàirt seo a chomharrachadh ann an sin rè a 'faighinn dàta a tha taghadh de còrr is 100 tysyach dàta blocaichean ann an aon dàrna. An uair sin, sin a tha dàta air a chleachdadh airson mion-sgrùdadh, a tha a 'tachairt, a' cleachdadh àrd-ìre uidheam.

Ath ìre Systems, air an làimh eile, a 'faighinn fiosrachadh bho na h-uile lorgair-sruth. Bathar-bog a lorgair ag obrachadh ann an lìonra. Tha e a 'cleachdadh àireamh mhòr de choimpiutairean a làimhseachadh às dèidh sin dàta blocaichean, an ùine eadar na blocaichean - 10 microseconds. Prògraman feumaidh a chruthachadh chomharra air pìosan, a rèir a 'phuing tùsail. Tha seo a 'seata dàta a chruthachadh anns a' ghluasad, lùth, agus frith-rathad eile a dh'èirich aig aon tachartas.

accelerator pàirtean

All accelerator a roinn ann an 5 prìomh phàirtean:

1) na electron-positron accelerator Collider. Tha a 'phàirt a tha mu 7 tysyach magnets le superconducting lotaichean. Le iad a 'tachairt tro annular Àirde na saile tunail. Agus cuideachd tha iad ag amas a-sail ann an aon sruth leud aig a bheil a 'lùghdachadh gu leud aon falt.

2) Compact muon solenoid. Tha seo a lorgair a dhealbhadh airson adhbhar coitcheann. Ann an leithid de lorgair tha a 'lorg airson ùra phenomena agus, mar eisimpleir, lorg boson Particle.

3) Detector LHCb. Tha brìgh an uidheam seo a tha a lorg quarks agus na pìosan aghaidh orra - antiquarks.

4) Tha an stàladh toroidal ATLAS. Tha seo a lorgair a dhealbhadh airson fixation an muons.

5) Alice. Tha seo a lorgair glacadh bualadh luaidhe ions, agus proton-proton thubaistean.

Duilgheadasan a 'tòiseachadh an LHC

A dh'aindeoin 's gu bheil làthaireachd àrd teicneòlas às do chomasachd de mhearachdan ann an cleachdadh h-uile dad eadar-dhealaichte. Rè dàil, cho math ri fàilligeadh àm an accelerator chomhchruinnich. Feumaidh mi ràdh gur e seo suidheachadh ris nach robh dùil nach robh. Tha an inneal Tha iomadh nuances Feumaidh de chinnt a-saidheans an dùil toraidhean coltach. Mar eisimpleir, aon de na duilgheadasan a tha mu choinneamh an saidheans rè a chur air bhog - a 'diùltadh a' tàladh, a tha a 'cuimseachadh de shailean protons dìreach ron tubaist. Tha seo a 'droch thubaistean chaidh adhbhrachadh le sgrios an t-sliabh air sgàth call na superconducting tàladh.

Tha an trioblaid seo dh'èirich ann an 2007. Seach gu bheil e, a 'cur air bhog an Collider iomadh turas a chur dheth, agus san Ògmhios a' cur air bhog a chumail, faisg air bliadhna Collider fhathast tòiseachadh.

Mu dheireadh a 'cur air bhog an Collider bha soirbheachail, tha e a' cruinneachadh mòran terabytes dàta.

Hadron Collider, a chur air bhog a ghabh àite air April 5, 2015, air a bhith ag obrachadh. Rè na mìos shailean bidh ruaig air feadh an fhàinne, mean air mhean a 'meudachadh cumhachd. Tha amasan airson a 'sgrùdadh mar sin, cha robh. tubaist lùth shailean Bidh barrachd. Tha luach lioft bho 7 gu 13 TeV TeV. -Àrdachadh seo a 'leigeil le bhith a' faicinn chothroman ùra ann an tubaist na pìosan.

Ann an 2013 agus 2014. Bha droch teicnigeach sgrùdaidhean de thunailean, accelerators, lorgairean agus uidheam eile. B 'e toradh 18 Bipolar magnets tha superconducting gnìomh. Bu chòir a thoirt fa-near gun robh an àireamh iomlan dhiubh 1232 pìosan. Ach, tha na tha air fhàgail magnets nach eil air a dhol unnoticed. A chaochladh sinn a chur an àite siostam dìon an aghaidh a socrachadh sìos, chuir a leasachadh. Leasachadh cuideachd a 'fuarachadh siostam magnets. Tha seo a 'ceadachadh dhaibh fuireach aig teothachd ìosal, le cumhachd a' char as àirde.

Ma tha a h-uile a 'dol gu math, an ath-chur air bhog a' accelerator a 'gabhail àite a-mhàin às dèidh trì bliadhna. Tro ùine seo thathar a 'clàradh dealbhaichte obair gus piseach a thoirt, an teicnigeach sgrùdadh air Collider.

Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil a 'càradh a' cosg sgillinn, gun a bhith a 'beachdachadh air cosgais. Hadron Collider, mar a 2010 tha luach co-ionann ri 7.5 bln. Euro. Tha am figear seo a 'taisbeanadh am pròiseact air fad anns a' chiad àite ann an liosta de na pròiseactan a bu chosgail ann an eachdraidh saidheans.

Tachartasan naidheachdan

Hadron Collider a tha a 'tòiseachadh ghabh àite an dèidh a' bristeadh, bha e soirbheachail. Interesting dàta a chaidh a chruinneachadh. Mar eisimpleir, fianais a thoirt seachad gu bheil an latha an-diugh beachd ceart pìosan. Tha seo air a dhèanamh comasach a 'toirt taing do na ceart obrachadh a' CMS agus LHCb lorgairean. Tha iad sin a lorgairean crìonadh BS a chaidh a ghlacadh le dithis meson, a tha Direct fianais Dìlseachd nuadh smuaintean air.

'S fhiach a bhith ag iarraidh a' cheist, ciamar a tha a 'dearbhadh seo air teòiridh. Aon dòigh - is e seo an glacadh pìosan ùra. 'S e sin, ma bhios tubaist Bidh pìosan ùra bhunaiteach, a' ciallachadh gu bheil an latha an-diugh teòiridh bu chòir ath-sgrùdadh.

Saidheans ag amas air aire an Particle oir faodaidh e a 'sealltainn, no co-dhiù an doras fhosgladh ann an stiùireadh supersymmetry. 'S e seo deagh thoiseach tòiseachaidh airson tuilleadh ionnsachaidh agus ag obair ann an Ionad airson Saidheans Rannsachaidh ann an Geneva.

Dè a-nis?

An dèidh a 'dol a thachairt an ath-nuadhachadh na Collider bidh e an urra ri tuilleadh ionnsachaidh na pìosan. Gu sònraichte, bidh e riatanach a bhith ag ionnsachadh tuilleadh mu boson Higgs. Ged a lorg airson seo a choisinn an Duais Nobel ann, chan eil iad uile a feartan eilear a 'tuigsinn agus a dhearbhadh. Uime sin, tha luchd-saidheans fada agus doirbh obair air a 'sgrùdadh pìosan iongantach seo.

A thuilleadh air sin, feumaidh tu leantainn air adhart ag obair gus a dhearbadh no eu teòiridh supersymmetry. Ged a tha coltas car mìorbhaileach, ach tha e ceart a bhith ann. Chan eil a 'smaoineachadh gu bheil a h-uile an aire air a thoirt seachad a-mhàin airson a' chiad iris de chudromachd airson gach pròiseact fhèin aig sgioba de luchd-saidheans a tha ag obair anns an raon seo.

Gu dearbh, chan eil seo a h-uile na gnìomhan a dh'fheumas a bhith air a chur gu luchd-saidheans. Leis gach ùr terabyte fiosrachaidh fhuair liosta de cheistean a 'sìor cur ris, agus na freagairtean aca faodar coimhead suas thairis air na bliadhnaichean.