Меню

Для чего построили большой адронный коллайдер на самом деле

Большой адронный коллайдер: назначение, открытия и мифы

Большой адронный коллайдер (БАК) — самый большой и мощный ускоритель частиц в мире. Он был построен Европейской организацией ядерных исследований (ЦЕРН).

10 000 ученых и инженеров из более чем 100 разных стран работали вместе над созданием этого проекта. Его строительство стоило 10 миллиардов долларов. В настоящее время это самая большая и сложная экспериментальная исследовательская установка в мире.

Как выглядит Большой адронный коллайдер

Это гигантский замкнутый туннель, построенный под землей. Он имеет длину 27 километров и уходит на глубину от 50 до 175 метров.

Находится коллайдер на границе Франции и Швейцарии, недалеко от города Женева.

Как работает Большой адронный коллайдер

Слово «коллайдер» в этом случае можно перевести как «сталкиватель». А сталкивает он адроны — класс частиц, состоящих из нескольких кварков, которые удерживаются сильной субатомной связью. Протоны и нейтроны являются примерами адрона.

БАК в основном использует столкновение протонов в своих экспериментах. Протоны — это части атомов с положительным зарядом. Коллайдер ускоряет эти протоны в тоннеле, пока они не достигнут почти скорости света. Различные протоны направлены через туннель в противоположных направлениях. Когда они сталкиваются, то можно зафиксировать условия, подобные ранней Вселенной.

Откуда берутся протоны в для столкновения?

Для этого ионизируются атомы водорода. Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона. Во время ионизации удаляется электрон и остаётся нужный для эксперимента протон.

БАК состоит из трёх основных частей:

Зачем нужен Большой адронный коллайдер

С помощью БАК можно изучить элементарные частицы и способы их взаимодействия. Он уже многому научил нас в области квантовой физики, и исследователи надеются узнать больше о структуре пространства и времени. Наблюдения, которые делают учёные, помогают понять, какой могла быть Вселенная в течение миллисекунд после Большого взрыва.

Какие открытия совершили на БАК

На данный момент самое большое открытие — это бозон Хиггса. Это одно из важнейших открытий 21 века, объясняющее существование массы частиц во Вселенной. Это подтверждает Стандартную модель, с помощью которой сегодня физики описывают взаимодействие элементарных частиц. Именно на этом взаимодействии основано устройство всей Вселенной.

Суть работы бозона Хиггса в том, что благодаря ему другие элементарные частицы могут иметь и передавать свою массу. Но это очень и очень упрощённое понимание, и если Вам интересно, почитайте научную литературу.

С полным списком всех открытий на Большом адронном коллайдере можно ознакомиться на Википедии.

Читайте также:  Как построить лестницу на мансарду своими руками видео

Может ли коллайер уничтожить Землю

С момента запуска БАК стал объектом разнообразных домыслов. Самый известный — в ходе экспериментов может образоваться чёрная дыра и поглотить планету.

Есть две причины, чтобы не волноваться.

Надеемся, Вам было интересно, как и нам во время работы над этим материалом!

Источник

Для чего построили Большой адронный коллайдер, какие открытия свершились с помощью него?

Каждый человек, независимо от того, интересуется он наукой или нет, наверняка слышал о словосочетание «адронный коллайдер». Однако многие даже примерно не представляют, что делает эта вещь, для чего она нужна и почему считается одним из самых важных открытий мировой физики. В данной статье мы простым и понятным языком расскажем всё, что необходимо знать о самом большом в мире ускорителе частиц.

Для чего изначально было нужно это устройство?

Как известно, весь наш мир, всё, что нас окружает, состоит из мельчайших частиц, которые принято называть элементарными. Среди них – электроны, протоны и нейтроны, которые находятся в постоянном движении и взаимодействии друг с другом.

В зависимости от различных факторов особенности их взаимодействия делят на несколько видов:

Некоторые из этих видов, а именно первый, третий и четвёртый, объединяются между собой квантовой теорией Стандартной модели. Долгое время она являлась вершиной научной мысли, однако современным учёным этого стало недостаточно. Они решили пойти дальше, и так родилась «теория всего», под которой понимают объединение всех четырёх видов взаимодействий элементарных частиц между собой.

Поначалу эта идея казалась несбыточной и скорее шуткой, чем реальностью. Но позже исследователи заинтересовались мыслью воплотить её в жизнь. Так началась работа над созданием Большого адронного коллайдера.

В этом видео физик Роман Ульянов расскажет, что может произойти, если в БАК возникнет сбой и начнутся неизвестные современной науке процессы:

Как это работает?

Что же представляет собой данная установка? И как она работает?

Чтобы ответить на эти вопросы, для начала расскажем, как выглядит адронный коллайдер и из чего он состоит. Итак, в первую очередь, это огромнейшая машина, которая представляет собой закольцованный тоннель. В длину он достигает 26 659 метров, и находится глубоко под землёй – от 50 до 180 метров вниз.

По всему периметру коллайдера равномерно распределены четыре основных детектора огромных размеров, и несколько вспомогательных поменьше. Они предназначаются для отслеживания результатов столкновения частиц.

Читайте также:  Какой дом лучше построить на 10 сотках фото

Говоря простым языком, основные функции этого устройства описываются так:

Какие цели ставят учёные?

Несомненно, нельзя говорить, что адронный коллайдер – просто игрушка в руках сумасшедших людей науки, действующим «методом тыка». Перед ними стоят вполне конкретные цели и задачи, которых они планируют достичь с помощью экспериментов.

Так, основными теориями, над подтверждением или опровержением которых ведётся работа, являются:

Кроме того, существуют ещё и множество других задач, которые ставят перед собой исследователи. Многие из них так или иначе непосредственно связаны с вышеперечисленными, а некоторые являются обособленными теориями.

Что открыли с помощью адронного коллайдера?

Впервые запуск ускорителя состоялся в 2008 году. С этого момента и до наших дней он постоянно совершенствовался, достраивался и изменялся. Учёные постепенно увеличивают скорость, с которой движутся в нём частицы, однако, по их словам, до сих пор надлежащий уровень, который будет способствовать новым открытиям, ещё не достигнут.

Несмотря на это, за время работы коллайдера уже было сделано многое.

Помимо этих достижений было совершено и множество других открытий, не менее значимых для науки.

Где находится адронный коллайдер?

Огромный ускоритель был построен в Европейском Центре ядерных исследований, который находится ровно на границе между Францией и Швейцарией (по этой ссылке можете перейти на виртуальный тур внутри устройства). Ближайший город, который расположен не так далеко от коллайдера, это Женева.

Видео: для чего сделали ускоритель частиц?

В этом ролике физик Борис Денисов расскажет, какова была главная цель создания Большого адронного коллайдера, на какие вопросы удалось ответить с помощью него:

Источник

Кварки, бозоны и звёздный разрушитель. Для чего нужен Большой адронный коллайдер?

Что это такое?

Большой адронный коллайдер — ускоритель заряженных частиц, построенный с участием 10 тыс. ученых из 100 стран мира. В коллайдере, длина которого около 100 километров, а диаметр превышает 25 километров, учёные «гоняют» частицы в попытке обнаружить новые и ранее неизученные свойства элементарных частиц — протонов, нейтронов и электронов.

Найденный в 2012 году Бозон Хиггса — частица, которой, фактически, связываются электроны, протоны и нейтроны, простому обывателю не даст ничего. Но это пока. В перспективе Бозон Хиггса поможет создать новые системы связи и квантовые компьютеры, работа над которыми, к слову, уже началась.

Расширенное понимание природы и свойств Бозона Хиггса позволит создавать уникальные для техники будущего решения. Например, квантовый интернет с нулевой задержкой (пингом), который будет работать даже на Луне, или принципиально новые суперкомпьютеры, с помощью которых получится найти эффективное лекарство от рака или метод взрыва астероида, который угрожает Земле.

Читайте также:  Как построить третий вид по двум заданным видам

Антивещество – главная мечта ученых в ЦЕРН

Другое направление работ на Большом адронном коллайдере — поиск и «наработка» антиматерии — вещества с потенциально неисчерпаемым источником энергии. Антиматерия — это то, что возникло почти сразу после Большого взрыва и затем бесследно исчезло, оставив учёным лишь след из хлебных крошек.

Принцип получения антиматерии объяснять нет смысла — он слишком сложен для понимания даже тем, кто разбирается в точных науках, но про потенциальное применение антиматерии поговорить всё-таки стоит. В 2010 году учёные из ЦЕРН пояснили, что потенциально антиматерия обладает огромным запасом энергии. Если допустить, что двигатель, основанный на взаимодействии (или, точнее, противодействии) материи и антиматерии поместить в космический корабль, то незначительного количества вещества, нескольких миллиграммов, будет достаточно для полета хотя бы к краю Солнечной системы и возвращения.

Тот же самый принцип и с обычными высокопроизводительными реакторами. Искусственное получение антиводорода, к примеру, считают вменяемой, пусть и очень дорогой альтернативой пока нереализованным видам энергетики, таких, как термоядерный синтез.

БАК очень интересовал армию США, но никто не знает – почему

Известно, что через ведущие НИИ США DARPA заказывало разработку специальных детекторов для коллайдера и в ведомстве живо интересовались результатами работ по этой теме. Что именно интересовало американских военных сказать сложно, однако американские вузы, тесно связанные с DARPA, а также Министерство энергетики США, Национальная ускорительная лаборатория Ферми и Национальный научный фонд будут активно участвовать и в другой, более крупной программе.

Через несколько лет на том же месте, где сейчас находится Большой адронный коллайдер, начнётся строительство суперколлайдера нового типа. В новом ускорителе частиц энергия столкновения должна увеличиться до 100 тераэлектронвольт (ТэВ), при том, что сейчас получают 14 ТэВ. Официально декларируется и цель — поиск новых частиц или сил природы, а также расширение или замена текущей стандартной модели физики элементарных частиц.

К чему приведут такие эксперименты сказать сложно. Физики считают, что включение в «крайние режимы» маловероятно, однако в действительности увеличение мощности суперколлайдера на несколько порядков может привести либо к трагедии, либо к получению супероружия. В 2008 году двое американцев даже пытались засудить Минэнерго США за участие в разгоне субатомных частиц до 99,99% скорости света.

Источник

Adblock
detector