Конкурсная работа команды IDem007 Нейтроны
Большой адронный коллайдер
Самый мощный в мире ускоритель частиц. Большим назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; адронным — из-за того, что он ускоряет адроны, то есть частицы, состоящие из кварков; коллайдером (англ. collide — сталкиваться) — из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках столкновения. Расположен в Европейском центре ядерных исследований на глубине 100 метров под землёй. Предназначен для ускорения протонов и тяжелых ионов.
Основной целью большого адронного коллайдера является изучение мельчайших частиц -фундаментальных строительных блоков.
Принцип работы Большого Адронного Коллайдера :
Два луча субатомных частиц (андроны) будут двигаться навстречу друг другу, набирая с каждым кругом всё больше энергии. При этом для удержания и коррекции частиц используются 1624 сверхпроводящих магнита, которые работают при температуре -271 °С. Когда энергии будет достаточно, частицы столкнутся. В начале учёные довели энергию каждого из пучков протонов до значения 1180 ГэВ, а через десять дней до 2,36 ТэВ. Скорость частиц в БАК на встречных пучках близка к скорости света в вакууме. Разгон частиц до таких больших скоростей достигается в несколько этапов. На первом этапе низкоэнергетичные линейные ускорители Linac 2 и Linac 3 производят инжекцию протонов и ионов свинца для дальнейшего ускорения. Затем частицы попадают в PS-бустер и далее в сам PS (протонный синхротрон), приобретая энергию в 28 ГэВ. После этого ускорение частиц продолжается в SPS (протонный суперсинхротрон), где энергия частиц достигает 450 ГэВ. Затем пучок направляют в главное 26,7-километровое кольцо, доводя энергию протонов до максимальных 7 ТэВ, и в точках столкновения детекторы фиксируют происходящие события. Тем самым учёные создадут модель Большого взрыва. Появившиеся после взрыва частицы будут проанализированы учёными со всего мира.
Мнения о вероятных результатах Большого Адронного Коллайдера:
Теоретики в конце XX века выдвинули огромное число необычных идей относительно устройства мира, которые все вместе называются «экзотическими моделями». Сюда относятся теории с сильной гравитацией на масштабе энергий порядка 1 ТэВ, модели с большим количеством пространственных измерений, преонные модели, в которых кварки и лептоны являются составными частицами, модели с новыми типами взаимодействия. Дело в том, что накопленных экспериментальных данных оказывается всё ещё недостаточно для создания одной-единственной теории. А сами все эти теории совместимы с имеющимися экспериментальными данными. Поскольку в этих теориях можно сделать конкретные предсказания для БАК, экспериментаторы планируют проверять предсказания и искать следы тех или иных теорий в своих данных. Ожидается, что результаты, полученные на ускорителе, смогут ограничить фантазию теоретиков, закрыв некоторые из предложенных конструкций. В результате столкновений в коллайдере могут образоваться микроскопические черные дыры, в которые может «засосать» всю Землю, и потому БАК является настоящим «ящиком Пандоры». Также высказывались мнения о том, что обнаружение бозона Хиггса приведет к бесконтрольному росту массы во Вселенной, а эксперименты по поиску "темной материи" могут привести к появлению «страпелек» - «странной материи», которая при соприкосновении с обычной материей может превратить ее в «страпельку». Некоторые издания, ссылаясь на мнения отдельных ученых, заявляли также о том, что эксперименты на БАК могут привести к появлениям «чревоточин» (wormholes) во времени, через которые в наш мир из будущего могут перенестись частицы или даже живые существа. По мнению российских учёных, коллайдер абсолютно безопасен и не представляет угрозы для человечества, а появление так называемых чёрных дыр практически невозможно. Даже если чёрная дыра и образуется, она будет очень мала и просуществует меньше секунды.
Зачем вообще нужен адронный коллайдер?
Целей несколько. Одна из самых интересных - обнаружение Хиггсовского бозона -частицы, именуемый также "частицей Бога", предсказанной шотландским физиком Питером Хиггсом в 1964 году. Физики надеются, что изучение этой частицы и связанного с ней механизма, возможно, натолкнёт их на новую теорию мира, более глубокую, чем Стандартная Модель.Другие цели: Поиск суперсимметрии, Изучение топ-кварков, Изучение кварк-глюонной плазмы, Изучение фотон-адронных и фотон-фотонных столкновений и Проверка экзотических теорий. Также ожидается обнаружение физических явлений вне рамок Стандартной Модели. Планируется исследование свойств W и Z-бозонов, ядерных взаимодействий при сверхвысоких энергиях, процессов рождения и распадов тяжёлых кварков (b и t).
Источники:
http://lenta.ru/lib/14196177/
http://www.russkiyimperatorskiydom.ru/diary/128/
http://www.naivnosuper.rii/job/20-bolshoj-adrormyj-kollajder-chem-nam-grozyat.html
