Европейская организация по ядерным исследованиям (CERN) является домом для самого мощного ускорителя частиц на планете - Большого адронного коллайдера (БАК). Давайте заглянем в удивительный мир экстремальных температур, рекордных скоростей и антиматерии, который открыт для нас благодаря этому фантастическому устройству.
1) Сверхускоритель
БАК сталкивает протоны друг с другом со скоростью 2 миллиарда в секунду, что в два раза превышает изначально запланированную скорость работы машины. Это действительно сверхвысокая технология будущего!
2) Тепловая мощь
Столкновение двух ядер свинца в БАК создает раскаленную кварково-глюонную плазму - первобытный суп из фундаментальных частиц, нагретый до 4 триллионов градусов, что на 200 000 раз горячее ядра Солнца. Это невообразимо высокая температура!
3) Гигантский масштаб
Детектор ATLAS в БАК имеет диаметр 26 м и длину 42 м - это размеры 6-этажного здания. Его размах впечатляет и даёт представление о масштабе этого научного подвига.
4) Дотянуться до Солнца
Магниты БАК используют сверхпроводящие кабели из ниобия-титана. Каждый кабель содержит тысячи нитей толщиной 0,007 мм - при сравнении с диаметром человеческого волоса они как раз в 1/10 меньше. Разложенные в одну линию, эти нити протянутся до Солнца и обратно более пяти раз (1,7 миллиарда км)!
5) Большой мороз
БАК - самый большой холодильник в мире. Его 36 000 тонн магнитов охлаждены до 1,9 K (-271,3 градуса Цельсия), что холоднее космоса. Для этого необходимо 120 тонн гелия-сверхтекучего, 10 000 тонн жидкого азота, 40 МВт электроэнергии и 40 000 герметичных уплотнений трубопроводов.
6) Круговая гонка
Протоны в БАК обходят кольцо 11 245 раз в секунду. В среднем им требуется 10 часов, прежде чем они сталкиваются с другими протонами. По пути они проходят более 10 миллиардов километров - расстояние до Нептуна и обратно.
7) Быстрее молнии
БАК - самая быстрая гоночная трасса на Земле. Протоны при полной энергии перемещаются со скоростью 99,9999991% скорости света - лишь на 3 метра в секунду медленнее луча света.
8) Большая энергия
При полной энергии два пучка протонов несут кинетическую энергию около 700 мегаджоулей - достаточно для расплавления более одной тонны меди.
9) Вопрос вещества
БАК производит большое количество антиматерии. Во время столкновений частиц появляются до 100 миллиардов античастиц в секунду. Но античастицы движутся почти со скоростью света и быстро поглощаются в детекторе.
10) Антиматериальная бомба?
Дециллятор антипротонов в БАК может создавать 100 миллиардов антипротонов (0,1 пикограмма) в день. Низкоэнергетические антипротоны могут быть пойманы в пеннинговских ловушках, но, вопреки фильму "Ангелы и Демоны", для создания и хранения грамма антиматерии потребуется миллиарды лет.
Эти потрясающие факты о Большом адронном коллайдере погружают нас в удивительный мир фундаментальной физики и открывают новые горизонты для нашего понимания Вселенной.