Големият адронен ускорител: в търсене на отговорите
17377 прегледа
0 Коментара
Най- мощният ускорител на частици на света – Големият адронен ускорител (LHC), се струва опасен на хората и шефът на отдел комуникации към Европейската организация за ядрени изследвания Джеймс Гилис, редовно се налага да внася успокоение.
Той неведнъж е подчертавал, че няма как да се стигне до появата на черни дупки, които поглъщат планети, дори когато апарата работи на пълен капацитет. Стивън Хокинг също е съгласен с това, но той смята, че "Божията частица" (Хигс бозона) има потенциала да унищожи Вселената. Това може да се случи при протичането на високите нива енергия, които ще нарушат времето и пространството, а населението даже няма и да има представа, че това се случва...
Управлението на машина с такъв потенциал е умение, което изисква висока предпазливост и прецизност. Първият лъч беше пуснат в действие на 10 септември 2008 г., а светът все още не е погълнат от черна дупка.
Големият адронен ускорител се помещава в Европейския център за ядрени изследвания (CERN), на 91,44 метра под френско-швейцарската граница. Идеята се ражда през 1984-та, но е одобрена едва десет години по- късно, след което постепенно се уговарят и финансовите потоци, с които LHC да бъде построен.
Учените имат амбициозни планове за него. Те искат да повторят условията отпреди Големия взрив, когато преди 13.7 милиарда години възниква материята, радиацията и всичко в Космоса, който (надали) познаваме. Адронният ускорител на микро частици си остава най- сложният инструмент, правен досега.
Той представлява електромагнити с намотки от свръхпроходим материал, които пращат лъч от мини атомни частици по обръч под земята, с обиколка от 27 км. Електрическите полета зареждат частиците със скорост близо до тази на светлината и от сблъсъка им се получава супер експлозия, която нагорещява пространството до 100 млн. градуса по Целзий, което всъщност е температурата, която се е образувала след една трилионна част от секундата, после големия взрив.
Физиците таят надежди, че ако разцепят атомите и протоните с помощта на LHC, те ще им сервират истината за структурата на материята, и ще узнаят повече за законите на физиката и по специално за това как точно се е зародила Вселената. Целта на проекта е да се намери частицата, която носи името Хигс бозон, кръстена на Питър Хигс от Университета в Единбург, нейния пръв откривател през 60-те години. Тя би трябвало да даде обяснение защо различните частици имат различна маса и да разберем как точно тя дава маса на всичко останало във Вселената.
Обаче, досега никой не я е виждал с очите си – с нея не са правени експерименти и се е считала за липсващото парче от пъзела, създаден от природата. Има предположения, че Хигс е тежка частица, което може да е причината досега тя да не е била наблюдавана.
Уравнението на Айнщайн E=mc2, посочва правилния начин за търсенето на начина на образуване на тежките частици, а именно – много висока енергия на сблъсъка, но доскоро това не ни е било по силите.
Изненадващ факт е, че физиците залагат и на някои езотерични теории в работата си. Според твърдението за суперсиметрията, всяка от стандартните частици си има своя партньор. Ако това се потвърди, ще стане ясно, че електромагнетизмът, както и силите, които движат ядрото на атома, някога са били заедно.
Ще се разреши и една голяма загадка на науката за Космоса – невидимата маса във Вселената, над 90 процента от нея не може да бъде забелязана – така наречената тъмна материя. Суперсиметрията може да покаже връзката, предоставяйки модел за изследване, произведен в лаборатория. Може да ни се струва невероятно шокиращо, но сблъсъците в LHC ще вкарат частиците в толкова малко пространство, че по всяка вероятност ще се вижда как изчезват в непознати измерения.
Имайте предвид, че ускорителят на частици не е евтин - общата му стойност за CERNе около 4,073 милиарда евро.
Но ако това се съпостави с разходите на САЩ за военни мисии, то най- важният отговор за произхода ни, ще е еквивалентен като сума на 9 дни от кампанията в Ирак. А за българите остава гордостта, че някои части от Големия адронен колайдер, са произведени в Русе.
След като ускорителят демонстрира пълния си капацитет, милиони сензори ще черпят ежегодно по 15 „петабайта” (15 милиона GB) информация за протоновите сблъсъци. За да могат да се натъкнат на нещо, което си заслужава в нея, физиците ще превърнат мрежата в един мега голям изчислителен ресурс, наречен Grid.
Той одавна вече е факт. Интернет дава възможност на потребителите да споделят информация от различни компютри, a Grid обединява изчислителните ресурси на институтите и лабораториите по света. Ключът към това е софтуерът „middleware" - той подрежда ресурсите на Grid в едно цяло, а учените се включват към него, също както пускат телевизора си у дома.
През 2012 заветната цел е достигната – Хигс бозона е открит, а Големият адронен колайдер е изпълнил своята мисия. Жадните за знания и нови открития учени обмислят, как след време машината да бъде заменена от по- нова, по- голяма, по- мощна и с повече възможности, а именно: Много голям адронен колайдер (VLHC).
Така през 2013 започва сложен ремонт и ъпгрейт на стария апарат. Възлагат се надежди, че реновиран, той ще спомогне за откритието на съвсем нови частици, които пък от своя страна ще хвърлят още светлина за създаването на по- комплексна и точна теория за работата на Вселената.
След новия му старт, опитите се подновяват и за пръв път се сблъскват сноп протони в най- големия и най- мощния ускорител на елементарни частици. Очаква се скоро да научим още по темата и наистина да достигнем до разшифроването на загадката, наречена Вселена.
В помощ на това неповторимо предизвикателство, през юли тази година учените се натъкнаха на нова частица – пентакварк. Теоретично беше предсказано, че тя съществува още през 1997 година от руснаците Дяконов, Поляков и Петров от Петербургския институт за ядрена физика, но реално се доказа по време на експеримент в адронния колайдер. Както става ясно от името й, пентакваркът е частица, състояща се от пет кварка. Кварките са частите на субатомните частици като протони и неутрони. Но пентакваркът е повече от частица, той се приема за идеалния механизъм на свързване на кварки. С негово откритие все повече се приближаваме към разрешаването на задачата как е устроена материята.
Интересна подробност е, че до февруари на 2015-та година, големият ускорител на елементарни частици държеше 10 рекорда на Гинес, които непрекъснато се увеличават. Сметката му за ток досега беше около 22 милиона евро годишно и най- вероятно ще нараства с течение на времето.
Уплахата на населението ще расте с всяко ново подобрение на VLHC, но и оптимизмът спрямо посоката на изследванията се увеличава непрекъснато. Опитите стават все по- мощни, може би вече сме на крачка от големия успех. Но дали всичко това е оправдано, само бъдещето ще покаже, а то изглежда ще поднесе изключително интересни преживявания.
Снимки CERN
Той неведнъж е подчертавал, че няма как да се стигне до появата на черни дупки, които поглъщат планети, дори когато апарата работи на пълен капацитет. Стивън Хокинг също е съгласен с това, но той смята, че "Божията частица" (Хигс бозона) има потенциала да унищожи Вселената. Това може да се случи при протичането на високите нива енергия, които ще нарушат времето и пространството, а населението даже няма и да има представа, че това се случва...
Управлението на машина с такъв потенциал е умение, което изисква висока предпазливост и прецизност. Първият лъч беше пуснат в действие на 10 септември 2008 г., а светът все още не е погълнат от черна дупка.
Големият адронен ускорител се помещава в Европейския център за ядрени изследвания (CERN), на 91,44 метра под френско-швейцарската граница. Идеята се ражда през 1984-та, но е одобрена едва десет години по- късно, след което постепенно се уговарят и финансовите потоци, с които LHC да бъде построен.
Учените имат амбициозни планове за него. Те искат да повторят условията отпреди Големия взрив, когато преди 13.7 милиарда години възниква материята, радиацията и всичко в Космоса, който (надали) познаваме. Адронният ускорител на микро частици си остава най- сложният инструмент, правен досега.
Той представлява електромагнити с намотки от свръхпроходим материал, които пращат лъч от мини атомни частици по обръч под земята, с обиколка от 27 км. Електрическите полета зареждат частиците със скорост близо до тази на светлината и от сблъсъка им се получава супер експлозия, която нагорещява пространството до 100 млн. градуса по Целзий, което всъщност е температурата, която се е образувала след една трилионна част от секундата, после големия взрив.
Физиците таят надежди, че ако разцепят атомите и протоните с помощта на LHC, те ще им сервират истината за структурата на материята, и ще узнаят повече за законите на физиката и по специално за това как точно се е зародила Вселената. Целта на проекта е да се намери частицата, която носи името Хигс бозон, кръстена на Питър Хигс от Университета в Единбург, нейния пръв откривател през 60-те години. Тя би трябвало да даде обяснение защо различните частици имат различна маса и да разберем как точно тя дава маса на всичко останало във Вселената.
Обаче, досега никой не я е виждал с очите си – с нея не са правени експерименти и се е считала за липсващото парче от пъзела, създаден от природата. Има предположения, че Хигс е тежка частица, което може да е причината досега тя да не е била наблюдавана.
Уравнението на Айнщайн E=mc2, посочва правилния начин за търсенето на начина на образуване на тежките частици, а именно – много висока енергия на сблъсъка, но доскоро това не ни е било по силите.
Изненадващ факт е, че физиците залагат и на някои езотерични теории в работата си. Според твърдението за суперсиметрията, всяка от стандартните частици си има своя партньор. Ако това се потвърди, ще стане ясно, че електромагнетизмът, както и силите, които движат ядрото на атома, някога са били заедно.
Ще се разреши и една голяма загадка на науката за Космоса – невидимата маса във Вселената, над 90 процента от нея не може да бъде забелязана – така наречената тъмна материя. Суперсиметрията може да покаже връзката, предоставяйки модел за изследване, произведен в лаборатория. Може да ни се струва невероятно шокиращо, но сблъсъците в LHC ще вкарат частиците в толкова малко пространство, че по всяка вероятност ще се вижда как изчезват в непознати измерения.
Имайте предвид, че ускорителят на частици не е евтин - общата му стойност за CERNе около 4,073 милиарда евро.
Но ако това се съпостави с разходите на САЩ за военни мисии, то най- важният отговор за произхода ни, ще е еквивалентен като сума на 9 дни от кампанията в Ирак. А за българите остава гордостта, че някои части от Големия адронен колайдер, са произведени в Русе.
След като ускорителят демонстрира пълния си капацитет, милиони сензори ще черпят ежегодно по 15 „петабайта” (15 милиона GB) информация за протоновите сблъсъци. За да могат да се натъкнат на нещо, което си заслужава в нея, физиците ще превърнат мрежата в един мега голям изчислителен ресурс, наречен Grid.
Той одавна вече е факт. Интернет дава възможност на потребителите да споделят информация от различни компютри, a Grid обединява изчислителните ресурси на институтите и лабораториите по света. Ключът към това е софтуерът „middleware" - той подрежда ресурсите на Grid в едно цяло, а учените се включват към него, също както пускат телевизора си у дома.
През 2012 заветната цел е достигната – Хигс бозона е открит, а Големият адронен колайдер е изпълнил своята мисия. Жадните за знания и нови открития учени обмислят, как след време машината да бъде заменена от по- нова, по- голяма, по- мощна и с повече възможности, а именно: Много голям адронен колайдер (VLHC).
Така през 2013 започва сложен ремонт и ъпгрейт на стария апарат. Възлагат се надежди, че реновиран, той ще спомогне за откритието на съвсем нови частици, които пък от своя страна ще хвърлят още светлина за създаването на по- комплексна и точна теория за работата на Вселената.
След новия му старт, опитите се подновяват и за пръв път се сблъскват сноп протони в най- големия и най- мощния ускорител на елементарни частици. Очаква се скоро да научим още по темата и наистина да достигнем до разшифроването на загадката, наречена Вселена.
В помощ на това неповторимо предизвикателство, през юли тази година учените се натъкнаха на нова частица – пентакварк. Теоретично беше предсказано, че тя съществува още през 1997 година от руснаците Дяконов, Поляков и Петров от Петербургския институт за ядрена физика, но реално се доказа по време на експеримент в адронния колайдер. Както става ясно от името й, пентакваркът е частица, състояща се от пет кварка. Кварките са частите на субатомните частици като протони и неутрони. Но пентакваркът е повече от частица, той се приема за идеалния механизъм на свързване на кварки. С негово откритие все повече се приближаваме към разрешаването на задачата как е устроена материята.
Интересна подробност е, че до февруари на 2015-та година, големият ускорител на елементарни частици държеше 10 рекорда на Гинес, които непрекъснато се увеличават. Сметката му за ток досега беше около 22 милиона евро годишно и най- вероятно ще нараства с течение на времето.
Уплахата на населението ще расте с всяко ново подобрение на VLHC, но и оптимизмът спрямо посоката на изследванията се увеличава непрекъснато. Опитите стават все по- мощни, може би вече сме на крачка от големия успех. Но дали всичко това е оправдано, само бъдещето ще покаже, а то изглежда ще поднесе изключително интересни преживявания.
Снимки CERN
