Сколько существует людей на свете, которые не слышали о Большом адронном коллайдере (БАК)?
Швейцария — государство относительно небольших размеров, в котором живет около 8 млн человек. Меньше, чем даже в Москве. Швейцарский шоколад известен своим качеством, банки — надежностью, а часы — точностью. Поэтому вполне логично, что один из самых дорогостоящих научных приборов был создан именно здесь. Он расположен всего в нескольких километрах от центра Женевы.
Что такое адронный коллайдер?
Живое тело состоит из клеток, которые, в свою очередь, представляют собой совокупность молекул, собранных из атомов. Последние есть связь электронов и ядер, которые объединяют протоны и нейтроны. Именно они относятся к классу адронов. Английское слово «collider» переводиться как «сталкиваться».
С долей условности можно сказать, что у ореха и атома есть что-то общее в строении. Это оболочка и ядро. Если мы сбросим орех с большой высоты, то на него будет действовать сила притяжения, и он будет постоянно ускоряться. К поверхности его скорость заметно увеличится, и силы от возникшего удара достаточно, чтобы его оболочка лопнула, обнажив расколотое ядро. По этой же аналогии работает и масштабное устройство. Он ускоряет, а затем разбивает протоны и тяжелые ядра атомов.
Аппарат расположен в подземном тоннеле, длина которого равна 27 км, на глубине 100 м. В строительстве установки приняли участие специалисты более 100 стран. Размер шахт зависел от габаритов оборудования, размещенного в них.
Условно исполинский агрегат можно разделить на 2 части:
- Ускоритель. Это система колец, по которой разгоняются частицы прежде, чем столкнуться;
- Детекторы, предназначенные для фиксации результатов.
Чтобы разогнать частицы до предельно возможной скорости, равной 300 000 км/с, нужно пройти некоторое количество фаз.
В ускоритель запускают протоны, которые имеют положительный заряд. Это важно, ведь если поднести к ним положительно заряженный электрод, они будут отталкиваться от него подобно магнитам, расположенным друг к другу идентичными полюсами.
Частицы движутся по кругу, и чтобы протоны ускорились, достаточно поднести к ним в определенный момент нужный заряд. С каждым большим кольцом, в которое они попадают, скорость движения возрастает. Их разгоняют навстречу друг другу, поэтому энергия, получаемая при столкновении, возрастает. Это происходит в специальных детекторах.
Центр управления БАК
Именно здесь согласовываются все действия. Очень важно, чтобы при проведении эксперимента пучки, состоящие из протонов, были стабильными. Для этого каждый из магнитов, находящихся в ускорителе, может иметь индивидуальную настройку.
Исследователи обязаны абсолютно точно понимать скорость, с которой будет двигаться частица, чтобы безошибочно рассчитать ее энергию.
Детекторы
В этом месте происходит фиксация результатов исследований. Основная их функция — регистрация траектории полета частиц.
Каждый из детекторов разработан для определения частиц разных видов. Это помогает зафиксировать самую полную картину столкновения.
Компьютерный центр
Это мозг всей установки, где обрабатываются данные всех исследований. Огромное количество информации хранится на магнитных лентах. Специалисты всего мира обрабатывают ее, подключаясь сюда посредством высокоскоростных каналов связи. Поэтому скорость решения определенных задач значительно возрастает.
Для чего создан БАК?
Основная задача Большого адронного коллайдера — наиболее точно зафиксировать какие-либо расхождение с принятой Стандартной моделью. Ведь многие физики до сих пор таят надежду, что обнаруженная в 2012 г. с помощью Большого адронного коллайдера самая дорогая элементарная частица бозон Хиггса — не более, чем ошибка. Ведь ее наличие опровергает все представления физики, а расчеты ученых становятся все более запутанными и бессмысленными. Возможно, Стандартная модель, на которой базируется физика элементарных частиц, доживает свой век, а человечество стоит на пороге революции в своих представлениях о природе.
