Большой адронный коллайдер. Справка – РИА Новости, 09.10.2009
Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider, LHC) ‑ ускоритель, предназначенный для разгона элементарных частиц (в частности, протонов). Находится на территории Франции и Швейцарии и принадлежит Европейскому совету по ядерным исследованиям (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire, CERN, ЦЕРН).
ЦЕРН ‑ крупнейший в мире научный центр в области физики высоких энергий, который был основан близ Женевы в 1954 году для обеспечения сотрудничества среди европейских государств в области ядерных исследований.
В настоящее время ЦЕРН объединяет 20 государств. При этом страны‑наблюдатели, в том числе и Россия, активно участвуют в различных проектах. В научных учреждениях ЦЕРН на постоянной основе или в рамках международного сотрудничества трудятся порядка 10 тысяч физиков и инженеров из различных стран. Около тысячи из них ‑ представители российского научного сообщества. Помимо открытий в области физики, ЦЕРН известен тем, что в его стенах в 1989 году был предложен проект Всемирной паутины (World Wide Web).
Идея сооружения Большого адронного коллайдера появилась в 1984 году, однако официально была одобрена лишь десять лет спустя. Строительство коллайдера началось в 2001 году, после завершения работы другого ускорителя ‑ Большого электрон‑позитронного коллайдера (Large Electron‑Positron Collider, LEPC).
Большой адронный коллайдер располагается в туннеле с длиной окружности 26,7 км (в том же, который прежде занимал Большой электрон‑позитронный коллайдер) на глубине порядка от 0,05 до 0,17 км. В целях удержания и коррекции протонных пучков используются 1624 сверхпроводящих магнита, которые будут работать при температуре 1,9 градуса по шкале Кельвина (или же минус 271,3 градуса по шкале Цельсия, что лишь немногим превышает отметку абсолютного нуля). Предполагается, что скорость разогнанных протонов составит 0,999999998 от скорости света, а количество столкновений частиц, происходящих в ускорителе каждую секунду, достигнет 800 млн.
Специалисты надеются, что с помощью ускорителя смогут получить наиболее достоверную информацию о происхождении Вселенной.
Большой адронный коллайдер ‑ самая сложная экспериментальная установка и самый высокоэнергичный ускоритель элементарных частиц в мире. По своим параметрам он превосходит протон‑антипротонный коллайдер Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (Fermi National Accelerator Laboratory, штат Иллинойс, США) и релятивистский коллайдер тяжелых ионов Брукхейвенской национальной лаборатории (Brookhaven National Laboratory, штат Нью‑Йорк, США). Общая стоимость проекта, осуществляемого при активном содействии российских специалистов из Курчатовского института (Москва), Института теоретической и экспериментальной физики им. А.И.Алиханова (Москва), Института физики высоких энергий (Протвино, Московская обл.), Института ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН (Новосибирск) и прочих научно‑исследовательских учреждений, превышает 8 млрд долларов.
11 и 24 августа 2008 года на Большом адронном коллайдере прошли успешные предварительные испытания, а на 10 сентября 2008 года был намечен его запуск.
Вместе с тем, ряд ученых выразили свои опасения по поводу безопасности проводимого исследования. По их мнению, при моделировании этих процессов может возникнуть отличная от нуля вероятность выхода экспериментов из‑под контроля и развития цепной реакции, которая теоретически будет способна уничтожить всю нашу планету. При этом наиболее часто упоминается возможность появления микроскопических черных дыр с последующим захватом ими окружающей материи.
“Апокалиптические” настроения, связанные с готовящимся запуском Большого адронного коллайдера, оказались настолько сильны, что 21 марта 2008 года жители штата Гавайи (США) Уолтер Вагнер и Луис Санчо обратились в окружной суд штата с иском, содержащим требование временного прекращения всех работ по сооружению ускорителя и проведения дополнительной экспертизы безопасности последнего. В заявлении Вагнера и Санчо в качестве ответчика был обозначен не только Европейский совет по ядерным исследованиям, но и ряд американских организаций, принимающих участие в проекте (в частности, Национальная ускорительная лаборатория им.
Энрико Ферми). Иск был отклонен.
26 августа 2008 года группа европейских ученых, утверждающих, что запуск ускорителя представляет угрозу безопасности государств‑участников ЕС и их граждан, подала жалобу в Европейский суд по правам человека. Этот иск также был вскоре отклонен.
Первая попытка провести пучок протонов по всему кольцу коллайдера 10 сентября 2008 года была успешной.
Однако уже на третий день после запуска коллайдера вышел из строя трансформатор в системе охлаждения ускорителя в одном из секторов кольца. Температура там поднялась до 4,4 градуса по Кельвину. Через несколько часов работа коллайдера была восстановлена.
Значительно более серьезный сбой случился 19 сентября. Один из свыше девяти тысяч магнитов вышел из сверхпроводящего состояния с мгновенной потерей тока. Произошло так называемое “гашение тока”. Причиной стало нарушение электрического контакта между двумя магнитами. Возможность подобных происшествий также предусматривалась при строительстве ускорителя.
Но все дальнейшие события были уже “внеплановыми”.
Магнит продолжал нагреваться, и температура в секторе тоннеля, где случилась поломка, достигла 100 градусов по Кельвину (‑173С). В результате сбоя в тоннель ускорителя было выброшено около тонны жидкого гелия, который используется для охлаждения магнитов. Кроме того, в нескольких секторах кольца был нарушен вакуум.
Никакой опасности для обслуживающего персонала случившееся не представляло. Однако повторный запуск БАКа было решено отложить.
21 октября 2008 года в Женеве прошла церемония официального открытия Большого адронного коллайдера, которую было решено провести несмотря на происшествие.
Авария 19 сентября 2008 года не только внесла коррективы в расписание работы коллайдера, но и заставила руководство ЦЕРНа серьезно взяться за переоценку технологических рисков, связанных с эксплуатацией БАКа. Ее результатом стал ряд новых мер безопасности, которые уже внедряются. При этом выяснилось, что стоимость ремонтных работ на коллайдере была первоначально недооценена и может в конченом счете составить порядка 30 млн долларов.
Сроки повторного запуска БАКа из‑за выявления на нем новых неполадок уже несколько раз переносились. В частности, в середине июля 2009 года на коллайдере были обнаружены нарушения герметичности и утечки в системе охлаждения в секторах 8‑1 и 2‑3, из‑за чего запуск коллайдера был вновь отложен.
Как объявил ЦЕРН, пучки протонов вновь начнут циркулировать по 27‑километровому кольцу в середине ноября, а столкновения частиц начнутся несколько недель спустя.
Специалисты ЦЕРНа намерены сперва провести столкновения на энергии предыдущей ступени ускорителя ‑ 450 гигаэлектронвольт на пучок, и только затем доведут энергию до половины проектной ‑ до 3,5 тераэлектронвольт на пучок.
Однако физики отмечают, что и на этой энергии цель создания коллайдера ‑ обнаружение бозона Хиггса, частицы, отвечающей за массу всех других элементарных частиц, ‑ может быть достигнута.
БАК будет работать в этом режиме до конца 2010 года, после чего он будет остановлен для подготовки к переходу к энергии в 7 тераэлектронвольт на пучок.
В мае 2009 года в мировой прокат вышел приключенческий фильм “Ангелы и демоны” по мотивам одноименной книги Дэна Брауна.
ЦЕРН играет ключевую роль в сюжете этого произведения, и несколько эпизодов фильма были отсняты на территории ЦЕРНа. Поскольку в фильме присутствуют элементы вымысла, в том числе и при описании того, что и как изучается в ЦЕРНе, руководство ЦЕРНа сочло полезным предупредить те вопросы, которые неизбежно возникнут у многих зрителей фильма. С этой целью был запущен специальный вебсайт Angels and Demons ‑ the science behind the story. На нём в доступной форме рассказывается о тех физических явлениях, которые вплетены в сюжет фильма (прежде всего ‑ это получение, хранение и свойства антиматерии).
Развитие сюжета начинается с двух, казалось бы, не связанных между собой, но, тем не менее, ключевых для фильма событий: смерть действующего Папы Римского, и завершение экспериментов с Большим адронным коллайдером. В результате испытаний ученые получают антивещество, которое по силе действия может сравниться с самым мощным оружием.
Тайное общество Иллюминатов решает воспользоваться этим изобретением в собственных целях – уничтожить Ватикан, центр мирового католицизма, который сейчас как раз остался без главы.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Большой адронный коллайдер остановят досрочно из-за нехватки энергии в Европе – Газета.Ru
Большой адронный коллайдер остановят досрочно из-за нехватки энергии в Европе – Газета.Ru | Новости
close
100%
Большой адронный коллайдер будет остановлен для техобслуживания раньше положенного срока ради экономии электроэнергии. Об этом сообщает Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН).
«Техническая остановка конца года стартует 28 ноября 2022 года, то есть на две недели раньше, чем было прежде предусмотрено, и эксплуатация комплекса ускорителя будет снижена на 20% в 2023 году», — сообщается в релизе.
Ученые подчеркивают, что это решение было принято совместно с Electricite de France, французским дистрибьютором электроэнергии.
Помимо досрочной остановки ускорителя планируются и другие меры по сокращению потребления электричества. Ученые планируют выключать ночное освещение везде, где это возможно, а температуру помещений понизят на 1 градус. Все это является частью общеевропейской стратегии по преодолению энергетического кризиса.
Большой адронный коллайдер — это ускоритель заряженных частиц, протонов и тяжелых ионов. Он создан для проведения экспериментов в области физики высоких энергий, обнаружения новых элементарных частиц и новых видов взаимодействия. Это самый мощный ускоритель в мире с энергией соударения 6,5 ТэВ и энергопотреблением 180 МВт. Он потребляет около 10 % от общего годового энергопотребления кантона Женева.
Ранее James Webb сфотографировал шаровые скопления звезд, возникшие вскоре после Большого взрыва.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Александр Тихомиров
Зарплата №13
О том, как грамотно распорядиться новогодним бонусом
Анастасия Миронова
Семейный выходной в магазине
О том, почему пропал смысл посещать гипермаркеты
Мария Дегтерева
Как на новогоднем на корпоративе
Об опасности главного праздника года
Юлия Меламед
Опасный контент и богатые детки
О том, как не сечь детей, но контролировать
Георгий Бовт
Давайте рассмешим Бога
О том, что нас ждет в 2023-м
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Что такое Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе?
Самый мощный в мире коллайдер частиц, Большой адронный коллайдер (БАК), начнет сталкивать протоны друг с другом на беспрецедентном уровне энергии, начиная с 5 июля. «новой физики» — или физики за пределами Стандартной модели физики элементарных частиц, которая объясняет, как взаимодействуют основные строительные блоки материи, управляемые четырьмя фундаментальными силами.
Читайте также |Учитель естественных наук объясняет: Теория большого взрыва
Большой адронный коллайдер — это гигантская сложная машина, созданная для изучения частиц, которые являются мельчайшими известными строительными блоками всех вещей.
Конструктивно это 27-километровая петля, проложенная на 100 метров под землей на швейцарско-французской границе. В рабочем состоянии он испускает два луча протонов почти со скоростью света в противоположных направлениях внутри кольца сверхпроводящих электромагнитов.
Истории только для подписчиков
Просмотреть все
Применить новогодний промокод SD25
Магнитное поле, создаваемое сверхпроводящими электромагнитами, удерживает протоны в плотном пучке и направляет их по пути, когда они проходят через лучевые трубы и, наконец, сталкиваются.
«Непосредственно перед столкновением используется другой тип магнита, чтобы «сжать» частицы ближе друг к другу, чтобы увеличить вероятность столкновения. Частицы настолько крошечные, что задача заставить их столкнуться сродни выстрелу двумя иглами на расстоянии 10 км друг от друга с такой точностью, что они встречаются на полпути», — сообщает Европейская организация ядерных исследований (первоначально Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, или CERN). на французском языке), который управляет комплексом ускорителей частиц, в котором находится БАК.
Поскольку мощные электромагниты БАК несут ток почти такой же силы, как удар молнии, их необходимо охлаждать. LHC использует систему распределения жидкого гелия, чтобы поддерживать его критические компоненты в ультрахолодном состоянии при температуре минус 271,3 градуса по Цельсию, что холоднее, чем в межзвездном пространстве.
Учитывая эти требования, разогреть или охладить гигантскую машину непросто.
Реклама
Последняя модернизация
Через три года после остановки на техническое обслуживание и модернизацию коллайдер был снова включен в апреле этого года. Это третий запуск LHC, и со вторника он будет работать круглосуточно в течение четырех лет с беспрецедентным уровнем энергии в 13 тераэлектронвольт. (ТэВ равен 100 миллиардам, или 10 в степени 12, электрон-вольт. Электрон-вольт — это энергия, сообщаемая электрону в результате его ускорения за счет разности электрических потенциалов в 1 вольт.)
«Мы стремимся обеспечить 1,6 миллиарда протон-протонных столкновений в секунду» для экспериментов ATLAS и CMS, сказал глава ЦЕРН по ускорителям и технологиям Майк Ламонт, согласно отчету AFP. На этот раз протонные пучки будут сужены до менее чем 10 микрон (толщина человеческого волоса составляет около 70 микрон), чтобы увеличить частоту столкновений, сказал он.
Реклама
(ATLAS — крупнейший эксперимент по обнаружению частиц общего назначения на LHC; эксперимент Compact Muon Solenoid (CMS) — одно из крупнейших международных научных объединений в истории, преследующее те же цели, что и ATLAS, но использующее другую конструкция магнитной системы.
)
Информационный бюллетень | Нажмите, чтобы получить лучшие пояснения дня в свой почтовый ящик
Предыдущие запуски и открытие «Частицы Бога»
Десять лет назад, 4 июля 2012 года, ученые из ЦЕРНа объявили миру об открытии бозона Хиггса или «Частица Бога» во время первого запуска БАК. Это открытие завершило многолетние поиски субатомной частицы, несущей силу, и доказало существование механизма Хиггса, теории, выдвинутой в середине шестидесятых годов.
Это привело к тому, что Питер Хиггс и его сотрудник Франсуа Энглер были удостоены Нобелевской премии по физике в 2013 году. Считается, что бозон Хиггса и связанное с ним энергетическое поле сыграли жизненно важную роль в создании Вселенной.
Второй запуск БАК (запуск 2) начался в 2015 году и продлился до 2018 года. Второй сезон сбора данных дал в пять раз больше данных, чем запуск 1. Прогон 1.
Обязательно к прочтению |Почему так важна темная материя
«Новая физика»
Реклама
После открытия бозона Хиггса ученые начали использовать собранные данные в качестве инструмента, позволяющего заглянуть за пределы Стандартной модели, которая в настоящее время лучшая теория самых элементарных строительных блоков Вселенной и их взаимодействий.
Ученые из ЦЕРНа говорят, что не знают, что покажет запуск 3; надежда состоит в том, чтобы использовать столкновения для дальнейшего понимания так называемой «темной материи».
Реклама
Считается, что эта трудно обнаруживаемая долгожданная частица составляет большую часть Вселенной, но она совершенно невидима, поскольку не поглощает, не отражает и не излучает свет.
Лука Мальджери, ученый из ЦЕРНа, сказал агентству Рейтер: «Ученые ЦЕРН надеются, что его можно будет обнаружить, хотя бы мимолетно, среди обломков миллиардов столкновений, как это было с бозоном Хиггса».
Большой адронный коллайдер Beauty публикует первый набор данных
Отображение событий LHCb от 2011 года, показывающее, как B-мезон распадается на пару мюон-антимюон. Кредит: ЦЕРН Эксперимент на Большом адронном коллайдере Beauty (LHCb) в ЦЕРНе является ведущим в мире экспериментом по физике ароматов кварков с широкой программой физики элементарных частиц.
Его данные, полученные в результате прогонов 1 и 2 Большого адронного коллайдера (БАК), до сих пор использовались для более чем 600 научных публикаций, включая ряд важных открытий.
Хотя все научные результаты коллаборации LHCb уже общедоступны в виде документов с открытым доступом, данные, использованные исследователями для получения этих результатов, теперь доступны любому человеку в мире через портал открытых данных CERN. Публикация данных осуществляется в контексте Политики открытой науки ЦЕРН, отражающей ценности прозрачности и международного сотрудничества, закрепленные в Конвенции ЦЕРН на протяжении более 60 лет.
«Данные, собранные на LHCb, являются уникальным наследием для человечества, тем более что ни один другой эксперимент не охватывает область, на которую смотрит LHCb», — говорит Себастьян Нойберт, руководитель проекта открытых данных LHCb. «Они были получены благодаря огромным международным совместным усилиям, которые финансировались общественностью.
Доступная выборка данных составляет 20% от общего набора данных, собранных в ходе эксперимента LHCb в 2011 и 2012 годах во время запуска LHC 1. Он включает 200 терабайт, содержащих информацию, полученную из событий протон-протонных столкновений, отфильтрованных и записанных с помощью детектора.
Коллаборация LHCb провела предварительную обработку данных, реконструировав экспериментальные сигнатуры, такие как траектории заряженных частиц, из необработанной информации, полученной от их сложной детекторной системы. Данные фильтруются, классифицируются примерно по 300 процессам и распадам и предоставляются в том же формате, который используется физиками LHCb.
Анализ данных LHC — сложное и трудоемкое занятие. Поэтому для облегчения анализа образцы сопровождаются обширной документацией и метаданными, а также глоссарием, объясняющим несколько сотен специальных терминов, используемых при предварительной обработке. Данные могут быть проанализированы с использованием специальных алгоритмов LHCb, которые доступны в виде программного обеспечения с открытым исходным кодом.