Помните как мы ржали над анекдотами: «У физиков есть традиция. Каждые 13.8 миллиардов лет они собираются вместе и запускают большой адронный коллайдер»." Адронный коллайдер - последнее достижение науки...", «Если запустить большой адронный коллайдер ничего страшного не будет, и даже тёщи. » Некоторые всерьёз считали, что столкновения в БАК могут создать микроскопические черные дыры, которые могли бы поглотить Землю. Не свезло. Приходится по-прежнему ходить на работу. Ну ничего, какие наши годы. Другие теоретики опасались, что столкновения в БАК могут создать странную материю, которая является гипотетической формой материи и может быть более стабильной, чем обычная материя. Это могло бы привести к неконтролируемой реакции. Кто-то опасался, что столкновения в БАК могут нарушить стабильность вакуума.
В целом, опасения, связанные с первым запуском БАК, были основаны на теоретических предположениях, которые не были подтверждены экспериментальными данными. БАК работает безопасно и успешно с момента своего первого запуска в 2008 году и не было никаких признаков каких-либо опасностей, связанных с его работой. Ну или мы их так ещё и не заметили. Большой адронный коллайдер (БАК) — это самый большой и мощный в мире ускоритель частиц, расположенный в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) на границе между Францией и Швейцарией. Он представляет собой кольцевой туннель длиной 27 километров, в котором протоны ускоряются до почти световой скорости и сталкиваются друг с другом.
Основными целями и задачами БАК ставились: 1. Поиск бозона Хиггса: Бозон Хиггса — это элементарная частица, которая, как считается, придает массу другим частицам. Открытие бозона Хиггса подтвердило бы Стандартную модель физики элементарных частиц. 2. Изучение темной материи: Темная материя — это загадочная форма материи, которая составляет большую часть массы Вселенной, но не взаимодействует со светом. БАК может помочь обнаружить темную материю и изучить ее свойства. 3. Исследование дополнительных измерений: Некоторые теории физики предполагают, что помимо трех пространственных измерений, которые мы можем видеть, существуют дополнительные измерения. БАК может помочь обнаружить эти дополнительные измерения и изучить их влияние на нашу Вселенную. 4. Поиск новых элементарных частиц: БАК может обнаружить новые элементарные частицы, которые не предсказываются Стандартной моделью. Эти частицы могут дать нам подсказки о новой физике за пределами Стандартной модели. 5. Изучение фундаментальных сил: БАК может помочь нам лучше понять фундаментальные силы, которые управляют Вселенной, такие как сильное и слабое ядерные взаимодействия. Наши тоже отметились в этом кипеше. Россия участвовала в разработке и производстве сверхпроводящих магнитов для БАК. Российские ученые и инженеры разработали и построили систему охлаждения для магнитов, которая поддерживает их температуру на уровне -271,3 °C. Наша страна также внесла вклад в разработку и производство вакуумной системы БАК, которая обеспечивает сверхвысокий вакуум внутри коллайдера. Россия участвует в экспериментах на БАК, таких как ATLAS и CMS. Наши ученые играют ведущую роль в анализе данных, полученных в ходе экспериментов. Россия также участвует в разработке и эксплуатации систем управления и мониторинга БАК. Россия поставила около 10% сверхпроводящих магнитов для БАК. Русские разработали и построили систему охлаждения для магнитов, которая является одной из самых сложных и эффективных в мире. Россия внесла вклад в разработку и производство вакуумной системы БАК, которая является одной из самых больших и сложных в мире. Российские ученые играют ведущую роль в экспериментах ATLAS и CMS, которые являются двумя основными экспериментами на БАК. Россия участвует в разработке и эксплуатации систем управления и мониторинга БАК, которые обеспечивают безопасную и эффективную работу коллайдера.
В 2012 году ученые на БАК объявили об открытии новой частицы, которая, как считается, является бозоном Хиггса. Эта частица имеет массу около 125 ГэВ/c², что соответствует предсказаниям Стандартной модели. Подтверждения этого открытия, естественно, нет. Поскольку нет ни второго БАКа, ни второго состава учёных - цвет интеллекта Земли сосредоточен в Церне.
Открытие бозона Хиггса было важным подтверждением Стандартной модели и дало нам новое понимание того, как работает Вселенная. Однако еще предстоит многое узнать о бозоне Хиггса, и БАК продолжит изучать эту частицу в ближайшие годы.
Некоторые теории физики предполагают, что помимо трех пространственных измерений, которые мы можем видеть, существуют дополнительные измерения. Эти дополнительные измерения могут быть свернуты или компактифицированы, что делает их недоступными для нашего прямого наблюдения.
Большой адронный коллайдер (БАК) может помочь обнаружить эти дополнительные измерения и изучить их влияние на нашу Вселенную. Одним из способов сделать это является поиск частиц, которые могут существовать только в дополнительных измерениях.
Например, теория струн предсказывает существование дополнительных измерений, которые компактифицированы в очень малые размеры. Струны — это крошечные вибрирующие нити, которые, как считается, являются фундаментальными строительными блоками Вселенной.
Если дополнительные измерения действительно существуют, то на БАК могут быть обнаружены струны или другие частицы, которые могут существовать только в этих дополнительных измерениях.
Большой адронный коллайдер (БАК) может помочь обнаружить новые элементарные частицы, которые не предсказываются Стандартной моделью. Эти частицы могут дать нам подсказки о новой физике за пределами Стандартной модели.
Одним из возможных кандидатов на новую элементарную частицу является суперсимметричный партнер известного бозона Хиггса. Суперсимметрия — это теория, которая предсказывает, что каждая известная элементарная частица имеет суперсимметричного партнера с одинаковой массой, но разным спином.
Другие возможные кандидаты на новые элементарные частицы включают темную материю и аксионы. Темная материя — это загадочная форма материи, которая составляет большую часть массы Вселенной, но не взаимодействует со светом. Аксионы — это гипотетические частицы, которые были предложены для решения проблемы сильной CP-симметрии в Стандартной модели.
БАК требует разработки новых технологий детектирования для регистрации и анализа огромного количества данных, генерируемых его столкновениями.
Одним из примеров новой технологии детектирования, разработанной для БАК, является детектор на основе кремния. Эти детекторы используются для отслеживания траекторий заряженных частиц, генерируемых в столкновениях. Детекторы на основе кремния имеют высокое пространственное разрешение и могут работать в условиях высокой радиации.
Другим примером новой технологии детектирования, разработанной для БАК, является калориметр для измерения энергии частиц, генерируемых в столкновениях. Калориметры БАК изготавливаются из свинца, сцинтилляторов и фотоумножителей. Детекторы на основе кремния используются в медицинской визуализации, такой как компьютерная томография (КТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Калориметры используются в лучевой терапии для измерения дозы радиации, доставляемой пациентам. Детекторы на основе кремния используются в неразрушающем контроле, таком как рентгеновская и гамма-дефектоскопия. Калориметры используются в системах контроля качества для измерения толщины и плотности материалов. Детекторы на основе кремния используются в системах безопасности, таких как сканеры багажа и детекторы взрывчатых веществ. Калориметры используются в системах радиационного мониторинга для обнаружения радиоактивных материалов.
Для обработки данных с БАК используется распределенная вычислительная сеть, известная как Всемирная вычислительная сетка (WLCG). WLCG — это сотрудничество между сотнями компьютерных центров по всему миру, которые предоставляют свои вычислительные ресурсы для анализа данных с БАК.
WLCG — одна из крупнейших распределенных вычислительных сетей в мире. Она обрабатывает петабайты данных каждый год .
Улучшение вычислительных мощностей, необходимое для БАК, привело к значительным достижениям в области вычислительных технологий. Эти достижения имеют широкий спектр применений за пределами физики высоких энергий, включая научные исследования, бизнес и общество.
Одним из примеров улучшения вычислительных мощностей, разработанных для БАК, является использование графических процессоров (GPU) для обработки данных. Графические процессоры изначально были разработаны для видеоигр, но они также хорошо подходят для обработки больших объемов данных. БАК требует разработки новых материалов, которые могут выдерживать экстремальные условия, создаваемые его столкновениями. Эти новые материалы имеют широкий спектр применений за пределами физики высоких энергий, включая аэрокосмическую промышленность, автомобилестроение и медицину.
Примером нового материала, разработанного для БАК, является сверхпроводящий кабель. Сверхпроводящие кабели используются для создания мощных магнитов, которые направляют пучки частиц вокруг БАК. Сверхпроводящие кабели изготавливаются из специальных материалов, которые теряют все электрическое сопротивление при охлаждении до очень низких температур.
Другим примером нового материала, разработанного для БАК, является радиационно-стойкий детектор. Радиационно-стойкие детекторы используются для регистрации и анализа частиц, генерируемых в столкновениях БАК. Сверхпроводящие кабели используются в космических аппаратах для создания мощных магнитов, которые используются для управления ориентацией и движением космического аппарата. Радиационно-стойкие детекторы используются в космических аппаратах для обнаружения космических лучей и других частиц. Сверхпроводящие кабели используются в электродвигателях для повышения их эффективности и мощности. Сверхпроводящие кабели используются в медицинских аппаратах, таких как аппараты МРТ, для создания мощных магнитов, которые используются для получения изображений тела. Радиационно-стойкие детекторы используются в медицинских аппаратах для обнаружения рака и других заболеваний.
БАК может помочь нам лучше понять раннюю Вселенную, изучая свойства элементарных частиц, которые существовали в первые моменты после Большого взрыва. Например, БАК может помочь нам понять, как образовались первые атомы и как возникли первые звезды и галактики.
БАК может обнаружить новые частицы, которые могут быть источником космических лучей, что поможет нам лучше понять их происхождение и распространение.
БАК также помогает в разработке новых методов лечения рака. Технологии ускорения частиц, разработанные для БАК, используются в медицинских ускорителях для доставки высокоэнергетических пучков частиц к опухолям. Это лечение может быть более эффективным и менее вредным для здоровых тканей, чем традиционные методы лечения рака.
Кроме того, БАК помогает в разработке новых лекарств. Технологии детектирования, разработанные для БАК, используются в фармацевтических исследованиях для изучения структуры и функции белков. Эта информация может помочь ученым разрабатывать новые лекарства, которые более эффективны и имеют меньше побочных эффектов.
Большой адронный коллайдер (БАК) оказывает значительное влияние на материаловедение, предоставляя новые инструменты и технологии для изучения и разработки новых материалов.
Одним из примеров влияния БАК на материаловедение является разработка новых методов анализа материалов. Технологии детектирования, разработанные для БАК, используются в микроскопах и других аналитических инструментах для изучения структуры и состава материалов на атомном уровне. Эта информация может помочь ученым разрабатывать новые материалы с улучшенными свойствами.
БАК также помогает в разработке новых методов модификации материалов. Технологии ускорения частиц, разработанные для БАК, используются для модификации свойств материалов путем облучения их высокоэнергетическими пучками частиц. Это может привести к улучшению таких свойств, как прочность, твердость и коррозионная стойкость.
Кроме того, БАК помогает в разработке новых материалов для экстремальных условий. Технологии, разработанные для БАК, используются для изучения поведения материалов в экстремальных условиях, таких как высокие температуры, высокое давление и сильная радиация. Эта информация может помочь ученым разрабатывать новые материалы для использования в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и ядерная энергетика.
В настоящее время ведутся планы по модернизации Большого адронного коллайдера (БАК), чтобы увеличить его энергию и светимость. Это позволит БАК исследовать новые области физики и искать новые частицы и явления.
Одним из основных планов модернизации является увеличение энергии БАК с 13 до 14 ТэВ. Это позволит БАК исследовать более высокие энергии и искать новые частицы, которые могут быть слишком тяжелыми для обнаружения при текущей энергии.
Другим основным планом модернизации является увеличение светимости БАК, то есть количества столкновений, происходящих в детекторе за секунду. Это позволит БАК собирать больше данных и увеличит вероятность обнаружения редких событий.
Модернизация БАК должна быть завершена к 2029 году.
Планируемая модернизация Большого адронного коллайдера (БАК) позволит проводить новые эксперименты и исследования, которые в настоящее время невозможны.
Кроме того, модернизация БАК позволит проводить более точные измерения свойств известных частиц. Это поможет нам лучше понять Стандартную модель физики элементарных частиц и искать отклонения от нее, которые могут указывать на новую физику.
В общем есть ещё у нас шансы начудить с этой большой кастрюлей, ведь римляне строя акведуки тогда ещё не предполагали , что свинцовые лотки вредят здоровью. Ну не повезло сразу с чёрными дырами, но ведь надежда умирает последней. Тьфу-тьфу.