Конкурсная работа команды IDem003 ThreeAtoms

Большой андронный коллайдер – Божественное разочарование или все-таки нет? Можно предположить, что да - давайте вспомним таких ускорителей частиц в мире относительно мало. Всем людям нравится пользоваться научными достижениями, но не каждый понимает смысл прикладной науки, тем самым говоря «зачем же тратить столько денег на какие-то частицы?». А ведь фундаментальная наука — это основа технологий в долгосрочной перспективе, технологий, понимаемых в самом широком значении, к тому же физики смогут объяснить, какими законами руководствовался Бог, создавая Вселенную.

Подземный зал, в котором смонтирован детектор ATLAS

Как же работает такое большое «кольцо» длиной 27 км? 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. Самое, что является интересным, все люди, даже не имеющие отношение к квантовой физике, спрашивают, например «скажите, насколько вероятны события, прогнозируемые некоторыми физиками, как то рождение в коллайдере черной дыры? Эти прогнозы вполне серьезно обсуждаются, например, в Википедии по теме "Большой адронный коллайдер", «а если грохнет?», есть более разумные вопросы «как будут применяться результаты исследования на практике?». А ведь на самом деле что нас ждет, какие события могут произойти в БАКе? Вот работа Эдриана Кента (http://www.proza.ru/texts/2008/05/23/67.html) о критических рисках ускорителей ((Adrian Kent) «A critical look at risk assessments for global catastrophes»). По его мнению, все человечество, все живые организмы, вся Земля погибнет. Другие же ученые отмечают, что работа БАКа приоткроет завесу создания Вселенной.

Фейнмановские диаграммы, показывающие возможные варианты рождения W- и Z-бозонов, которые в совокупности образуют нейтральный бозон Хиггса

Одной из основных целей проекта является экспериментальное доказательство существование бозона Хиггса – частицы, предсказанной шотландским физиком Питером Хиггсом в 1960 году в рамках Стандартной Модели. изиков интересует, на самом деле, не столько сам хиггсовский бозон, сколько хиггсовский механизм нарушения электрослабой симметрии. Именно изучение этого механизма, возможно, натолкнет физиков на новую теорию нашего мира, более глубокую, чем Стандартная модель. Хиггсовский бозон — это «частица-отголосок» этого механизма; его просто удобнее всего изучать именно через открытие и изучение хиггсовского бозона. Научная программа LHC, разумеется, не ограничивается одним лишь обнаружением бозона Хиггса, но и включает в себя многочисленные задачи по доскональному изучению его свойств.

Моделирование процесса рождения бозона Хиггса в детекторе CMS

Теоретики за последние годы выдвинули огромное число интересных и необычных идей относительно устройства нашего мира, которые все вместе называются «экзотическими моделями». Сюда относятся теории с сильной гравитацией на масштабе энергий порядка 1 ТэВ, модели с большими дополнительными пространственными измерениями, преонные модели, в которых кварки и лептоны являются составными частицами, модели с новыми типами взаимодействия (например, квирковая модель), модели с нечастицами и т. д. Изучение фотон-адронных и фотон-фотонных столкновений. Протоны электрически заряжены, поэтому ультрарелятивистский протон порождает облако почти реальных фотонов, летящих рядом с протоном. Этот поток фотонов становится еще сильнее в режиме ядерных столкновений, из-за большого электрического заряда ядра. Эти фотоны могут столкнуться со встречным протоном, порождая типичные фотон-адронные столкновения, или даже друг с другом. Что же ждет нас, после процессов работы андронного коллайдера, некоторые говорят гибель, а некоторые, что открытие новых частиц и тайн. Мы это увидим в ближайшем будущем. И все-таки, я полагаю, что БАК – это не Божественное разочарование, ведь если нас создал кто-то, то он и предполагал то, как мы будем развиваться и строить теории о происхождении мира. По моему мнению, люди должны знать, как появился мир, и тот, кто создал нас, мы так думаем, должен быть доволен, что люди идут вперед, не останавливаясь, жаждя и получая новые знания.