W tym tygodniu, po dwóch latach oczekiwania, Wielki Zderzacz Hadronów – akcelerator cząstek naładowanych, który doprowadził do odkrycia bozonu Higgsa w 2012 roku – mógł zostać ponownie uruchomiony.

Gigantyczny zderzacz (którego częścią jest 27-kilometrowy podziemny tunel na granicy francusko-szwajcarskiej) został wyłączony w lutym 2013 r., aby naukowcy mogli wprowadzić zmiany w jego projekcie. Teraz naukowcy ponownie go włączają, aby dokonać skoku w badaniu fizyki poprzez serię eksperymentów.

1. Czekaj, czekaj, czym jest Wielki Zderzacz Hadronów?

Tunel Wielkiego Zderzacza Hadronów
LHC został zbudowany w 2008 roku przez CERN (Europejską Radę Badań Jądrowych). Budowa największego na świecie zderzacza hadronów kosztowała dziewięć miliardów dolarów. Niesamowita długość podziemnych tuneli pozwala fizykom przeprowadzać niesamowite eksperymenty.

Z grubsza rzecz biorąc, większość eksperymentów polega na przyspieszaniu naładowanych cząstek do 99,9999% prędkości światła (powodując ich poruszanie się po okręgu 11 000 razy na sekundę), a następnie zderzaniu ich za pomocą gigantycznych magnesów. Wyrafinowane czujniki odczytują wszelkiego rodzaju informacje uzyskane po zderzeniu tych cząstek.

2. Dlaczego naukowcy zderzają cząstki?

Informacja otrzymana przez jeden z czujników w LHC
Ogromna ilość energii uwalniana po zderzeniu powoduje, że cząstki rozpadają się, a następnie łączą w dość nietypowe struktury. Tego typu eksperymenty pomagają znaleźć wady standardowego modelu fizyki – obecnie najlepszego sposobu przewidywania zachowania cząstek.

Fizycy są zainteresowani takimi eksperymentami, ponieważ choć model standardowy uważa się za dość dokładny, to wciąż jest niekompletny. „Przydaje się do zgadywania, ale fizycy nie przepadają za zgadywaniem” – skomentował Patrick Koppenburg, naukowiec pracujący w LHC.

Największą wadą modelu jest to, że nie uwzględnia on siły grawitacji (opisuje tylko trzy inne oddziaływania podstawowe) oraz pojęć takich jak ciemna materia i ciemna energia. Nie sprawdza się to również zbyt dobrze w przypadku obecnych teorii na temat pochodzenia wszechświata.

Innymi słowy, standardowy model fizyki jest najlepszym opisem działania rzeczy wokół nas. Jednak według Koppenburga teoria ta jest „w pewnym momencie zdecydowanie błędna”. Wbijając cząstki w LHC, on i inni naukowcy próbują znaleźć odchylenia od tego modelu.

3. Co ci naukowcy już odkryli?

Schemat 17 podstawowych cząstek modelu standardowego, w tym bozonu Higgsa
Najważniejszym wydarzeniem w historii Wielkiego Zderzacza Hadronów było odkrycie bozonu Higgsa.

Od lat 60. XX wieku uważa się, że bozon Higgsa jest częścią pola Higgsa, niewidzialnego pola, które przechodzi przez przestrzeń i oddziałuje na wszystkie cząstki. Zdaniem fizyków to właśnie dzięki temu polu cząstki posiadają masę (czyli opór podczas ruchu).
Fizyk Brian Greene napisał w swoim artykule:

„Wyobraźmy sobie, że piłeczka do ping-ponga jest zanurzona pod wodą. Kiedy próbujesz zanurkować głębiej, wydaje się, że jest wielokrotnie cięższy niż był po wyjęciu z wody. Jego interakcja z wodą prowadzi do wzrostu jej masy. To samo dzieje się z cząstkami zanurzonymi w polu Higgsa.”

W zasadzie nikogo nie zdziwiło odkrycie bozonu i pola Higgsa, gdyż wszystkie prawa modelu standardowego wskazywały na ich istnienie. Problem polegał na tym, że nie było bezpośrednich dowodów. „Kiedy budowaliśmy LHC, mieliśmy nadzieję albo odkryć bozon Higgsa, albo udowodnić, że on nie istnieje” – komentuje Koppenburg.

W 2012 roku, po trzech latach eksperymentów, fizycy udowodnili istnienie bozonu Higgsa. Obliczono, że zaraz po zderzeniu bozon Higgsa rozpadł się na inne cząstki według określonych wzorców. Dane zebrane po zderzeniu protonów pomogły zrozumieć i przewidzieć te wzorce.

To odkrycie jest niezwykle ważne: pole Higgsa jest kamieniem węgielnym modelu standardowego. Dzięki niemu wszystkie inne równania stają się znacznie jaśniejsze. Udało nam się go odkryć 50 lat po tym, jak przewidywano jego istnienie na papierze, co oznacza, że ​​jesteśmy na dobrej drodze w badaniu struktury naszego wszechświata.

4. Dlaczego ZBIORNIK zostaje ponownie włączony?

Tunele Wielkiego Zderzacza Hadronów
Wszystkie eksperymenty przeprowadzone w przeszłości były dopiero początkiem. Po kilku latach udoskonalania magnesów (przyspieszających i kontrolujących ruch cząstek) oraz czujników rozpocznie się nowa era: seria eksperymentów polega obecnie na przyspieszaniu i zderzaniu cząstek o ładunku dwukrotnie większym niż poprzednia.

Nowe zderzenia cząstek pozwolą naukowcom odkryć nowe (a być może nawet większe) cząstki, a także zbadać bozon Higgsa i jego zachowanie w różnych warunkach.

„Mamy nadzieję odkryć elementy, których nie przewiduje model standardowy. Na przykład cząstki tak ciężkie, że jeszcze ich nie odkryto, lub innego rodzaju odchylenia” – Koppenburg dzieli się swoimi nadziejami.

Możliwe jest na przykład, że bozon Higgsa jest tylko jedną z kilku cząstek mechanizmu Higgsa.

Koppenburg i inni naukowcy twierdzą, że wystarczająca ilość nowych informacji pomoże nam odkryć nowe cząstki i ulepszyć obecny model standardowy, umożliwiając mu dokładną interakcję z ciemną materią, narodzinami Wszechświata i innymi słabo poznanymi tematami.

5. Czy w przyszłości planuje się stworzenie jeszcze większych akceleratorów cząstek?

Schemat Międzynarodowego Zderzacza Liniowego
Tak. Fizycy mają nadzieję, że ostatecznie zbudują znacznie większe akceleratory, które będą w stanie przyspieszać cząstki o wyższej energii niż LHC. To z kolei umożliwi odkrycie nowych cząstek i zapewni lepsze zrozumienie ciemnej materii. Na przykład długość Międzynarodowego Zderzacza Liniowego wyniesie 32 kilometry. W przeciwieństwie do LHC, gdzie cząstki przyspieszane są po okręgu, w tym projekcie będą one zderzać się ze sobą bezpośrednio. Projekt jest wciąż rozważany, ale naukowcy mają nadzieję, że taki akcelerator uda się zbudować w Japonii i zacznie działać do 2026 roku.

Dawno, dawno temu wszystkim wydawało się, że w USA zostanie zbudowany gigantyczny akcelerator cząstek. W 1989 roku Kongres zgodził się nawet wydać sześć miliardów dolarów na budowę nadprzewodzącego superzderzacza. Mieli go zbudować w Waxahachie w Teksasie, długość jego tuneli miała osiągnąć 86 kilometrów. Siła, z jaką zderzałyby się w nim cząstki, byłaby czterokrotnie większa niż w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Niestety, w 1993 roku koszt projektu wzrósł do jedenastu miliardów dolarów i Kongres zdecydował się go zamknąć, mimo że na budowę 25 kilometrów tunelu wydano już dwa miliardy.

Oryginał: Vox
Przetłumaczony.

Data publikacji: 17.09.2012

Co to jest Wielki Zderzacz Hadronów? Dlaczego jest to potrzebne? Czy może to spowodować koniec świata? Rozłóżmy wszystko na kawałki.

Co to jest BAK?

Jest to ogromny tunel w kształcie pierścienia, podobny do rury przyspieszającej cząstki. Znajduje się na głębokości około 100 metrów pod terytorium Francji i Szwajcarii. W jego budowie uczestniczyli naukowcy z całego świata.

LHC zbudowano w celu znalezienia bozonu Higgsa, mechanizmu nadającego cząstkom masę. Celem drugorzędnym jest także badanie kwarków, podstawowych cząstek tworzących hadrony (stąd nazwa „zderzacz hadronów”).

Wiele osób naiwnie wierzy, że LHC jest jedynym akceleratorem cząstek na świecie. Jednak od lat 50. na całym świecie zbudowano kilkanaście zderzaczy. Za największy uważa się LHC – jego długość wynosi 25,5 km. Dodatkowo w jego konstrukcji znajduje się drugi akcelerator o mniejszej średnicy.

LHC i media

Od początku budowy pojawiło się wiele artykułów na temat wysokich kosztów i niebezpieczeństwa akceleratora. Większość ludzi uważa, że ​​pieniądze zostały zmarnowane i nie rozumie, dlaczego trzeba było wydać tak dużo pieniędzy i wysiłku, aby znaleźć jakąś cząstkę.

Po pierwsze, LHC nie jest najdroższym projektem naukowym w historii. Na południu Francji znajduje się ośrodek naukowy Cadarache z drogim reaktorem termojądrowym. Cadarache powstał przy wsparciu 6 krajów (w tym Rosji); W tej chwili zainwestowano w nią już około 20 miliardów dolarów. Po drugie, odkrycie bozonu Higgsa przyniesie światu wiele rewolucyjnych technologii. Co więcej, kiedy wynaleziono pierwszy telefon komórkowy, ludzie również zareagowali negatywnie na jego wynalazek...

Jak działa BAK?

LHC zderza wiązki cząstek z dużą prędkością i monitoruje ich późniejsze zachowanie i interakcje. Z reguły jedna wiązka cząstek jest najpierw przyspieszana na pierścieniu pomocniczym, a następnie przesyłana do pierścienia głównego.

Wiele potężnych magnesów utrzymuje cząstki wewnątrz zderzacza. A precyzyjne instrumenty rejestrują ruchy cząstek, ponieważ zderzenie następuje w ułamku sekundy.

Organizatorem pracy zderzacza jest CERN (organizacja badań jądrowych).

W rezultacie, po ogromnych pracach i inwestycjach finansowych, 4 lipca 2012 roku CERN oficjalnie ogłosił, że odkryto bozon Higgsa. Oczywiście niektóre właściwości bozonu odkryte w praktyce odbiegają od aspektów teoretycznych, ale naukowcy nie mają wątpliwości co do „rzeczywistości” bozonu Higgsa.

Dlaczego potrzebujemy BAK?

W jaki sposób LHC jest przydatny dla zwykłych ludzi? Odkrycia naukowe związane z odkryciem bozonu Higgsa i badaniem kwarków mogą w przyszłości doprowadzić do nowej rewolucji naukowo-technologicznej.

Po pierwsze, ponieważ masa jest energią w stanie spoczynku (w przybliżeniu), możliwe jest w przyszłości przekształcenie materii w energię. Wtedy nie będzie problemów z energią, co oznacza, że ​​możliwe będzie podróżowanie na odległe planety. A to już krok w stronę podróży międzygwiezdnych...

Po drugie, badanie grawitacji kwantowej umożliwi w przyszłości kontrolowanie grawitacji. Nie stanie się to jednak szybko, gdyż grawitony nie są jeszcze dobrze poznane, w związku z czym urządzenie kontrolujące grawitację może być nieprzewidywalne.

Po trzecie, istnieje możliwość bardziej szczegółowego zrozumienia M-teorii (pochodnej teorii strun). Teoria ta głosi, że wszechświat składa się z 11 wymiarów. M-teoria twierdzi, że jest „teorią wszystkiego”, co oznacza, że ​​jej studiowanie pozwoli nam znacznie lepiej zrozumieć strukturę Wszechświata. Kto wie, może w przyszłości człowiek nauczy się poruszać i wpływać na inne wymiary.

LHC i koniec świata

Wiele osób twierdzi, że praca LHC może zniszczyć ludzkość. Z reguły mówią o tym ludzie słabo zorientowani w fizyce. Start LHC był wielokrotnie przekładany, ale 10 września 2008 roku został on wystrzelony. Warto jednak zaznaczyć, że LHC nigdy nie był przyspieszany do pełnej mocy. Naukowcy planują wystrzelenie LHC z pełną wydajnością w grudniu 2014 r. Przyjrzyjmy się możliwym przyczynom końca świata i innym plotkom...

1. Stworzenie czarnej dziury

Czarna dziura to gwiazda o ogromnej grawitacji, która przyciąga nie tylko materię, ale także światło, a nawet czas. Czarna dziura nie może pojawić się znikąd, dlatego naukowcy z CERN uważają, że szanse na pojawienie się stabilnej czarnej dziury są niezwykle małe. Jednak jest to możliwe. Kiedy cząstki zderzają się, może powstać mikroskopijna czarna dziura, wystarczająco duża, aby zniszczyć naszą planetę w ciągu kilku lat (lub krócej). Ale ludzkość nie powinna się bać, ponieważ dzięki promieniowaniu Hawkinga czarne dziury szybko tracą swoją masę i energię. Chociaż wśród naukowców nie brakuje pesymistów, którzy uważają, że silne pole magnetyczne wewnątrz zderzacza nie pozwoli na rozpad czarnej dziury. W rezultacie szansa, że ​​powstanie czarna dziura, która zniszczy planetę, jest bardzo mała, ale istnieje taka możliwość.

2. Powstawanie „ciemnej materii”

To także „dziwna materia”, „strapelka” (dziwna kropelka), „dusiciel”. Jest to materia, która zderzając się z inną materią, przekształca ją w coś podobnego do siebie. Te. Kiedy dziwadełko zderza się ze zwykłym atomem, powstają dwa dziwadełko, wywołując reakcję łańcuchową. Jeśli taka materia pojawi się w zderzaczu, ludzkość zostanie zniszczona w ciągu kilku minut. Jednak prawdopodobieństwo, że tak się stanie, jest tak małe, jak powstanie czarnej dziury.

3. Antymateria

Najbardziej urojeniowa jest wersja związana z faktem, że podczas pracy zderzacza może pojawić się taka ilość antymaterii, że zniszczy ona planetę. I nie chodzi nawet o to, że szanse na powstanie antymaterii są bardzo małe, ale o to, że na Ziemi znajdują się już próbki antymaterii, przechowywane w specjalnych pojemnikach, gdzie nie ma grawitacji. Jest mało prawdopodobne, aby na Ziemi pojawiła się taka ilość antymaterii, która byłaby w stanie zniszczyć planetę.

wnioski

Wielu mieszkańców Rosji nie wie nawet, jak poprawnie napisać wyrażenie „wielki zderzacz hadronów”, nie mówiąc już o znajomości jego przeznaczenia. A niektórzy pseudoprorocy twierdzą, że we Wszechświecie nie ma inteligentnych cywilizacji, bo każda cywilizacja po osiągnięciu postępu naukowego tworzy zderzacz. Następnie powstaje czarna dziura, która niszczy cywilizację. Wyjaśniają zatem dużą liczbę masywnych czarnych dziur w centrach galaktyk.

Są jednak i tacy, którzy uważają, że powinniśmy szybko wystrzelić LHC, w przeciwnym razie, gdy przybędą kosmici, złapią nas, bo uznają nas za dzikusów.

W rezultacie jedyną szansą, aby dowiedzieć się, co przyniesie nam LHC, jest po prostu poczekać. Prędzej czy później dowiemy się, co nas czeka: zniszczenie czy postęp.

Najnowsze wskazówki z działu Nauka i Technologia:

Czy ta rada Ci pomogła? Możesz wspomóc projekt, przekazując dowolną kwotę według własnego uznania na jego rozwój. Na przykład 20 rubli. Albo więcej:)

Wielki Zderzacz Hadronów nazywany jest „Maszyną Zagłady” lub kluczem do tajemnicy Wszechświata, ale jego znaczenie nie budzi wątpliwości.

Jak powiedział kiedyś słynny brytyjski myśliciel Bertrand Russell: „filozofia to to, co wiesz, filozofia to to, czego nie wiesz”. Wydawać by się mogło, że prawdziwa wiedza naukowa już dawno została oddzielona od jej początków, które odnaleźć można w badaniach filozoficznych starożytnej Grecji, jednak nie jest to do końca prawdą.

Przez cały XX wiek naukowcy próbowali znaleźć w nauce odpowiedź na pytanie o strukturę świata. Proces ten przypominał poszukiwanie sensu życia: ogromna liczba teorii, założeń, a nawet szalonych pomysłów. Do jakich wniosków doszli naukowcy na początku XXI wieku?

Cały świat składa się z cząstki elementarne, które reprezentują ostateczne formy wszystkich rzeczy, czyli to, czego nie można podzielić na mniejsze elementy. Należą do nich protony, elektrony, neutrony i tak dalej. Cząsteczki te pozostają ze sobą w ciągłej interakcji. Na początku naszego stulecia wyrażało się to w 4 podstawowych typach: grawitacyjnym, elektromagnetycznym, silnym i słabym. Pierwszą opisuje Ogólna Teoria Względności, pozostałe trzy łączą się w ramach Modelu Standardowego (teorii kwantowej). Sugerowano również, że istnieje inna interakcja, nazwana później polem Higgsa.

Stopniowo idea połączenia wszystkich podstawowych interakcji w ramach „ teorie wszystkiego”, co początkowo było postrzegane jako żart, ale szybko przekształciło się w potężny kierunek naukowy. Dlaczego jest to konieczne? To proste! Bez zrozumienia, jak działa świat, jesteśmy jak mrówki w sztucznym gnieździe – nie wyjdziemy poza swoje możliwości. Ludzka wiedza nie może (no cóż, albo Do widzenia nie możesz, jeśli jesteś optymistą) objąć całą strukturę świata.

Rozważana jest jedna z najsłynniejszych teorii głoszących, że „obejmuje wszystko”. teoria strun. Oznacza to, że cały Wszechświat i nasze życie są wielowymiarowe. Pomimo rozwiniętej części teoretycznej i wsparcia znanych fizyków, takich jak Brian Greene i Stephen Hawking, nie ma to potwierdzenia eksperymentalnego.

Kilkadziesiąt lat później naukowcy znudzili się nadawaniem z trybun i postanowili zbudować coś, co powinno raz na zawsze postawić kropkę nad „i”. W tym celu stworzono największą na świecie instalację eksperymentalną – Wielki Zderzacz Hadronów (LHC).

„Do zderzacza!”

Co to jest zderzacz? Z naukowego punktu widzenia jest to akcelerator cząstek naładowanych, którego zadaniem jest przyspieszanie cząstek elementarnych w celu lepszego zrozumienia ich interakcji. W ujęciu pozanaukowym jest to duża arena (lub piaskownica, jeśli wolisz), na której naukowcy walczą o potwierdzenie swoich teorii.

Pomysł zderzenia cząstek elementarnych i zobaczenia, co się stanie jako pierwszy, wyszedł od amerykańskiego fizyka Donalda Williama Kersta w 1956 roku. Zasugerował, że dzięki temu naukowcy będą mogli zgłębić tajemnice Wszechświata. Wydawałoby się, co jest złego w zderzeniu dwóch wiązek protonów o łącznej energii milion razy większej niż energia syntezy termojądrowej? Czasy były odpowiednie: zimna wojna, wyścig zbrojeń i tak dalej.

Historia powstania LHC

Brücke-Osteuropa / wikimedia.org
(CC0 1.0)

Pomysł stworzenia akceleratora do wytwarzania i badania cząstek naładowanych pojawił się na początku lat dwudziestych XX wieku, jednak pierwsze prototypy powstały dopiero na początku lat trzydziestych XX wieku. Początkowo były to akceleratory liniowe wysokiego napięcia, czyli naładowane cząstki poruszające się po linii prostej. Wersja pierścieniowa została wprowadzona w 1931 roku w USA, po czym podobne urządzenia zaczęły pojawiać się w wielu krajach rozwiniętych - Wielkiej Brytanii, Szwajcarii i ZSRR. Dostali to imię cyklotrony, a następnie zaczęto aktywnie wykorzystywać do tworzenia broni nuklearnej.

Należy zauważyć, że koszt budowy akceleratora cząstek jest niewiarygodnie wysoki. Europa, która w czasie zimnej wojny nie odegrała pierwszoplanowej roli, powierzyła jej utworzenie Europejska Organizacja Badań Jądrowych (po rosyjsku często czytane jako CERN), która później zajęła się budową LHC.

CERN powstał w odpowiedzi na ogólnoświatowe obawy dotyczące badań nuklearnych w USA i ZSRR, które mogą doprowadzić do powszechnej zagłady. Dlatego naukowcy postanowili połączyć siły i skierować je w pokojowym kierunku. W 1954 roku CERN otrzymał swoje oficjalne narodziny.

W 1983 roku pod auspicjami CERN-u odkryto bozony W i Z, po czym kwestia odkrycia bozonów Higgsa stała się już tylko kwestią czasu. W tym samym roku rozpoczęto prace nad budową Wielkiego Zderzacza Elektron-Pozyton (LEPC), który odegrał pierwszoplanową rolę w badaniu odkrytych bozonów. Jednak już wtedy stało się jasne, że moc stworzonego urządzenia wkrótce okaże się niewystarczająca. W 1984 roku, zaraz po demontażu BEPK, podjęto decyzję o budowie LHC. Tak właśnie stało się w 2000 roku.

Budowę LHC, która rozpoczęła się w 2001 roku, ułatwił fakt, że odbywała się ona na terenie dawnego BEPK, w dolinie Jeziora Genewskiego. W związku z kwestiami finansowymi (w 1995 r. koszt szacowano na 2,6 miliarda franków szwajcarskich, w 2001 r. przekroczył on 4,6 miliarda, w 2009 r. wyniósł 6 miliardów dolarów).

W tej chwili LHC znajduje się w tunelu o obwodzie 26,7 km i przechodzi przez terytoria dwóch krajów europejskich – Francji i Szwajcarii. Głębokość tunelu waha się od 50 do 175 metrów. Należy również zaznaczyć, że energia zderzenia protonów w akceleratorze sięga 14 teraelektronowoltów, czyli 20 razy więcej niż wyniki uzyskane przy użyciu BEPK.

„Ciekawość nie jest wadą, ale jest bardzo obrzydliwą rzeczą”.

27-kilometrowy tunel zderzacza CERN znajduje się 100 metrów pod ziemią w pobliżu Genewy. Będą tu ogromne nadprzewodzące elektromagnesy. Po prawej stronie znajdują się samochody transportowe. Juhanson / wikipedia.org (CC BY-SA 3.0)

Dlaczego ta sztuczna „Maszyna Zagłady” jest potrzebna? Naukowcy spodziewają się zobaczyć świat takim, jaki był bezpośrednio po Wielkim Wybuchu, czyli w momencie powstawania materii.

Cele jakie naukowcy postawili sobie podczas budowy LHC:

1. Potwierdzenie lub obalenie Modelu Standardowego w celu dalszego tworzenia „teorii wszystkiego”.
2. Dowód na istnienie bozonu Higgsa jako cząstki piątego oddziaływania podstawowego. Według badań teoretycznych powinno to wpływać na oddziaływania elektryczne i słabe, łamiąc ich symetrię.
3. Badanie kwarków, czyli cząstki elementarnej, która jest 20 tysięcy razy mniejsza od składających się z nich protonów.
4. Pozyskiwanie i badanie ciemnej materii, która stanowi większość Wszechświata.

To nie jedyne cele wyznaczone przez naukowców LHC, ale pozostałe są bardziej powiązane lub czysto teoretyczne.

Co osiągnąłeś?

Niewątpliwie największym i najbardziej znaczącym osiągnięciem było oficjalne potwierdzenie istnienia bozon Higgsa. Odkrycie piątego oddziaływania (pola Higgsa), które zdaniem naukowców wpływa na nabywanie masy przez wszystkie cząstki elementarne. Uważa się, że w przypadku naruszenia symetrii podczas oddziaływania pola Higgsa na inne pola, bozony W i Z stają się masywne. Odkrycie bozonu Higgsa jest tak znaczące, że wielu naukowców nadało mu nazwę „cząstki boskie”.

Kwarki łączą się w cząstki (protony, neutrony i inne), które nazywane są hadrony. To one przyspieszają i zderzają się w LHC, stąd jego nazwa. Podczas pracy zderzacza udowodniono, że oddzielenie kwarku od hadronu jest po prostu niemożliwe. Jeśli spróbujesz to zrobić, po prostu wyrwiesz inny rodzaj cząstki elementarnej, na przykład z protonu - mezon. Pomimo tego, że jest to dopiero jeden z hadronów i nie wnosi niczego nowego, dalsze badania oddziaływań kwarków należy prowadzić małymi kroczkami. W badaniu podstawowych praw funkcjonowania Wszechświata pośpiech jest niebezpieczny.

Chociaż samych kwarków nie odkryto podczas użytkowania LHC, ich istnienie do pewnego momentu było postrzegane jako matematyczna abstrakcja. Pierwsze takie cząstki odkryto w 1968 r., ale dopiero w 1995 r. oficjalnie udowodniono istnienie „prawdziwego kwarka”. Wyniki eksperymentów potwierdza możliwość ich odtworzenia. Dlatego osiągnięcie podobnego wyniku przez LHC odbierane jest nie jako powtórzenie, ale jako ugruntowany dowód na ich istnienie! Choć problem z rzeczywistością kwarków nigdzie nie zniknął, bo po prostu są nie można wybrać z hadronów.

Jakie są Twoje plany?

Hans G / flickr.com (CC BY-SA 2.0)

Główne zadanie stworzenia „teorii wszystkiego” nie zostało rozwiązane, ale trwają teoretyczne badania możliwych opcji jej przejawu. Do tej pory jednym z problemów łączenia Ogólnej Teorii Względności i Modelu Standardowego pozostaje odmienny zakres ich działania, dlatego też drugi nie uwzględnia cech pierwszego. Dlatego ważne jest, aby wyjść poza Model Standardowy i dotrzeć do krawędzi Nowa fizyka.

Supersymetria – naukowcy uważają, że łączy bozonowe i fermionowe pola kwantowe do tego stopnia, że ​​mogą się one wzajemnie zamienić. To właśnie tego rodzaju konwersja wykracza poza Model Standardowy, istnieje bowiem teoria, że ​​symetryczne mapowanie pól kwantowych opiera się na grawitony. Odpowiednio mogą być elementarną cząstką grawitacji.

Bozon Madali– hipoteza o istnieniu bozonu Madali zakłada istnienie innego pola. Tylko jeśli bozon Higgsa oddziałuje ze znanymi cząstkami i materią, wówczas oddziałuje z nim bozon Madali Ciemna materia. Pomimo tego, że zajmuje większą część Wszechświata, jego istnienie nie jest ujęte w Modelu Standardowym.

Mikroskopijna czarna dziura - Jednym z badań LHC jest stworzenie czarnej dziury. Tak, tak, dokładnie ten czarny, pochłaniający wszystko obszar w przestrzeni kosmicznej. Na szczęście nie poczyniono w tym kierunku żadnych znaczących osiągnięć.

Dziś Wielki Zderzacz Hadronów to wielofunkcyjny ośrodek badawczy, w oparciu o prace którego tworzone i eksperymentalnie potwierdzane są teorie, które pomogą nam lepiej zrozumieć strukturę świata. Często pojawiają się fale krytyki w związku z szeregiem trwających badań, w tym ze strony Stephena Hawkinga, uznawanych za niebezpieczne, ale gra zdecydowanie jest warta świeczki. Nie możemy żeglować po czarnym oceanie zwanym Wszechświatem z kapitanem, który nie ma ani mapy, ani kompasu, ani podstawowej wiedzy o otaczającym nas świecie.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.

W tym roku naukowcy planują odtworzyć w laboratorium nuklearnym te odległe, nieskazitelne warunki, kiedy nie było protonów i neutronów, ale ciągła plazma kwarkowo-gluonowa. Innymi słowy, badacze mają nadzieję zobaczyć świat cząstek elementarnych takim, jaki był zaledwie ułamek mikrosekund po Wielkim Wybuchu, czyli po powstaniu Wszechświata. Program nosi tytuł Jak to się wszystko zaczęło. Ponadto od ponad 30 lat w świecie naukowym powstają teorie wyjaśniające obecność masy w cząstkach elementarnych. Jedna z nich sugeruje istnienie bozonu Higgsa. Ta cząstka elementarna jest również nazywana boską. Jak powiedział jeden z pracowników CERN-u „po wyłapaniu śladów bozonu Higgsa przyjdę do własnej babci i powiem: popatrz, proszę, przez tę drobnostkę masz tyle zbędnych kilogramów”. Ale istnienie bozonu nie zostało jeszcze potwierdzone eksperymentalnie: wszelkie nadzieje pokłada się w akceleratorze LHC.

Wielki Zderzacz Hadronów to akcelerator cząstek, który umożliwi fizykom wnikanie w materię głębiej niż kiedykolwiek wcześniej. Istotą pracy przy zderzaczu jest badanie zderzenia dwóch wiązek protonów o łącznej energii 14 TeV na proton. Energia ta jest miliony razy większa niż energia uwolniona w pojedynczym akcie syntezy termojądrowej. Dodatkowo prowadzone będą eksperymenty ze zderzeniami jąder ołowiu przy energii 1150 TeV.

Akcelerator LHC zapewni nowy krok w serii odkryć cząstek, które rozpoczęły się sto lat temu. Następnie naukowcy właśnie odkryli wszelkiego rodzaju tajemnicze promienie: rentgenowskie, promieniowanie katodowe. Skąd się biorą, czy ich pochodzenie jest tej samej natury, a jeśli tak, to jakie?
Dziś mamy odpowiedzi na pytania, które pozwalają nam znacznie lepiej zrozumieć pochodzenie Wszechświata. Jednak na samym początku XXI wieku stajemy przed nowymi pytaniami, na które naukowcy mają nadzieję uzyskać odpowiedź za pomocą akceleratora LHC. I kto wie, jakie nowe obszary ludzkiej wiedzy będą obejmować nadchodzące badania. Tymczasem nasza wiedza o wszechświecie jest niewystarczająca.

Członek korespondent Rosyjskiej Akademii Nauk z Instytutu Fizyki Wysokich Energii Siergiej Denisow komentuje:
- W zderzaczu uczestniczy wielu rosyjskich fizyków, którzy pokładają pewne nadzieje w odkryciach, które mogą tam nastąpić. Głównym wydarzeniem, które może się wydarzyć, jest odkrycie tzw. hipotetycznej cząstki Higgsa (Peter Higgs jest wybitnym szkockim fizykiem.). Rola tej cząstki jest niezwykle ważna. Odpowiada za powstawanie masy innych cząstek elementarnych. Jeśli taka cząstka zostanie odkryta, będzie to największe odkrycie. Potwierdziłoby to tzw. Model Standardowy, który jest obecnie szeroko stosowany do opisu wszystkich procesów zachodzących w mikrokosmosie. Dopóki ta cząstka nie zostanie odkryta, modelu tego nie można uznać za w pełni uzasadniony i potwierdzony. Jest to oczywiście pierwsza rzecz, jakiej naukowcy oczekują od tego zderzacza (LHC).
Chociaż, ogólnie rzecz biorąc, nikt nie uważa tego Modelu Standardowego za prawdę ostateczną. I najprawdopodobniej, zdaniem większości teoretyków, jest to przybliżenie lub, jak mówią czasem, „przybliżenie niskoenergetyczne” do bardziej ogólnej teorii, która opisuje świat w odległościach milion razy mniejszych niż wielkość jąder. To tak, jakby teoria Newtona była „niskoenergetycznym przybliżeniem” teorii względności Einsteina. Drugim ważnym zadaniem związanym ze zderzaczem jest próba wyjścia poza granice tego właśnie Modelu Standardowego, czyli dokonanie przejścia do nowych przedziałów czasoprzestrzennych.

Fizycy będą mogli zrozumieć, w jakim kierunku muszą zmierzać, aby zbudować piękniejszą i bardziej ogólną teorię fizyki, która będzie odpowiadać tak małym odstępom czasoprzestrzennym. Badane tam procesy zasadniczo odtwarzają proces powstawania Wszechświata, jak mówią, „w momencie Wielkiego Wybuchu”. Oczywiście to dla tych, którzy wierzą w tę teorię, że Wszechświat powstał w ten sposób: eksplozja, a następnie procesy przy bardzo wysokich energiach. Omawiane podróże w czasie mogą być powiązane z Wielkim Wybuchem.
Tak czy inaczej, LHC stanowi dość poważny postęp w głąb mikroświata. Dlatego mogą ujawnić się zupełnie nieoczekiwane rzeczy. Powiem jedno, że w LHC można odkryć zupełnie nowe właściwości przestrzeni i czasu. W jakim kierunku zostaną otwarte, trudno na razie powiedzieć. Najważniejsze to przebijać się dalej i dalej.

Odniesienie

Europejska Organizacja Badań Jądrowych (CERN) jest największym na świecie ośrodkiem badawczym w dziedzinie fizyki cząstek elementarnych. Do tej pory liczba krajów uczestniczących wzrosła do 20. Około 7 000 naukowców reprezentujących 500 ośrodków badawczych i uniwersytetów korzysta ze sprzętu eksperymentalnego CERN. Nawiasem mówiąc, Rosyjski Instytut Fizyki Jądrowej Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk był bezpośrednio zaangażowany w prace nad Wielkim Zderzaczem Hadronów. Nasi specjaliści są obecnie zajęci instalacją i testowaniem sprzętu opracowanego i wyprodukowanego w Rosji dla tego akceleratora. Oczekuje się, że Wielki Zderzacz Hadronów wystartuje w maju 2008 roku. Jak ujął to Lyn Evans, szef projektu, w akceleratorze brakuje tylko jednej części – dużego czerwonego przycisku.

Najpotężniejszy na świecie akcelerator cząstek zderzających się

Najpotężniejszy na świecie akcelerator cząstek naładowanych wiązką zderzającą, zbudowany przez Europejskie Centrum Badań Jądrowych (CERN) w podziemnym tunelu o długości 27 kilometrów, na głębokości 50-175 metrów, na granicy Szwajcarii i Francji. LHC został wystrzelony jesienią 2008 roku, ale w wyniku wypadku eksperymenty z nim rozpoczęły się dopiero w listopadzie 2009 roku, a swoje możliwości projektowe osiągnął w marcu 2010 roku. Wystrzelenie zderzacza przyciągnęło uwagę nie tylko fizyków, ale także zwykłych ludzi, gdyż w mediach wyrażano obawy, że eksperymenty przy zderzaczu mogą doprowadzić do końca świata. W lipcu 2012 roku LHC ogłosiło odkrycie cząstki, która z dużym prawdopodobieństwem może być bozonem Higgsa – jej istnienie potwierdziło poprawność Modelu Standardowego budowy materii.

Tło

Akceleratory cząstek po raz pierwszy zaczęto stosować w nauce pod koniec lat 20. XX wieku do badania właściwości materii. Pierwszy akcelerator pierścieniowy, cyklotron, został stworzony w 1931 roku przez amerykańskiego fizyka Ernesta Lawrence'a. W 1932 roku Anglik John Cockcroft i Irlandczyk Ernest Walton, wykorzystując powielacz napięcia i pierwszy na świecie akcelerator protonów, po raz pierwszy zdołali sztucznie rozszczepić jądro atomu: hel uzyskano przez bombardowanie litu protonami. Akceleratory cząstek działają w oparciu o pola elektryczne, które służą do przyspieszania (w wielu przypadkach do prędkości bliskich prędkości światła) i utrzymywania naładowanych cząstek (takich jak elektrony, protony lub cięższe jony) na określonej trajektorii. Najprostszym przykładem akceleratorów codziennego użytku są telewizory z lampą elektronopromieniową, , , , .

Akceleratory wykorzystywane są do różnorodnych eksperymentów, w tym do produkcji elementów superciężkich. Do badania cząstek elementarnych stosuje się także zderzacze (od zderzenia - „kolizja”) - akceleratory naładowanych cząstek na zderzających się wiązkach, przeznaczone do badania produktów ich zderzeń. Naukowcy przekazują wiązkom wysoką energię kinetyczną. W wyniku zderzeń mogą powstać nowe, nieznane wcześniej cząstki. Do wykrywania ich pojawienia się służą specjalne detektory. Na początku lat 90. najpotężniejsze zderzacze działały w USA i Szwajcarii. W 1987 r. w USA niedaleko Chicago wystrzelono zderzacz Tevatron o maksymalnej energii wiązki wynoszącej 980 gigaelektronowoltów (GeV). Jest to podziemny pierścień o długości 6,3 km. W 1989 r. pod auspicjami Europejskiego Centrum Badań Jądrowych (CERN) w Szwajcarii uruchomiono Wielki Zderzacz Elektron-Pozyton (LEP). Dla niego na głębokości 50-175 metrów w dolinie Jeziora Genewskiego zbudowano okrągły tunel o długości 26,7 km, w którym w 2000 roku udało się osiągnąć energię wiązki 209 GeV, , , .

W ZSRR w latach 80. XX wieku powstał projekt Accelerator-Storage Complex (UNC) - nadprzewodzącego zderzacza proton-proton w Instytucie Fizyki Wysokich Energii (IHEP) w Protvino. Byłby pod wieloma względami lepszy od LEP i Tevatronu i powinien być w stanie przyspieszać wiązki cząstek elementarnych energią 3 teraelektronowoltów (TeV). Jego główny pierścień o długości 21 km wybudowano pod ziemią w 1994 r., jednak z powodu braku środków projekt został zamrożony w 1998 r., tunel budowany w Protvino został wstrzymany (ukończono jedynie elementy kompleksu akceleracyjnego), a główny inżynier projektu Giennadij Durow wyjechał do pracy do USA , , , , , . Zdaniem części rosyjskich naukowców, gdyby UNK został ukończony i oddany do użytku, nie byłoby potrzeby tworzenia potężniejszych zderzaczy: sugerowano, że w celu uzyskania nowych danych na temat fizycznych podstaw porządku światowego należałoby wystarczy do pokonania progu energii 1 TeV na akceleratorach , . Zastępca dyrektora Instytutu Badawczego Fizyki Jądrowej Uniwersytetu Moskiewskiego i koordynator udziału rosyjskich instytutów w projekcie stworzenia Wielkiego Zderzacza Hadronów, Wiktor Savrin, odwołując się do UNK, stwierdził: „No cóż, trzy teraelektronowolt lub siedem. A potem Trzy teraelektronowolty można później zwiększyć do pięciu. Jednak Stany Zjednoczone również porzuciły budowę własnego superprzewodzącego superzderzacza (SSC) w 1993 r., a także ze względów finansowych.

Zamiast budować własne zderzacze, fizycy z różnych krajów postanowili zjednoczyć się w ramach międzynarodowego projektu, którego idea stworzenia zrodziła się jeszcze w latach 80. XX wieku. Po zakończeniu eksperymentów w szwajcarskim LEP rozebrano jego wyposażenie, a na jego miejscu rozpoczęto budowę Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC, Large Hadron Collider, LHC) – najpotężniejszego na świecie pierścieniowego akceleratora naładowanych cząstek na zderzających się wiązkach , na którym zderzają się wiązki protonów o energiach zderzeń do 14 TeV i jonów ołowiu o energiach zderzeń do 1150 TeV, , , , , .

Cele eksperymentu

Głównym celem budowy LHC było wyjaśnienie lub obalenie Modelu Standardowego, konstrukcji teoretycznej z fizyki opisującej cząstki elementarne oraz trzy z czterech podstawowych interakcji: silną, słabą i elektromagnetyczną, z wyłączeniem sił grawitacyjnych. Tworzenie Modelu Standardowego zakończyło się w latach 60. i 70. XX wieku, a wszystkie odkrycia dokonane od tego czasu, zdaniem naukowców, zostały opisane przez naturalne rozszerzenia tej teorii. Jednocześnie Model Standardowy wyjaśnił, w jaki sposób cząstki elementarne oddziałują, ale nie odpowiedział na pytanie, dlaczego właśnie tak, a nie inaczej.

Naukowcy zauważyli, że gdyby w LHC nie udało się odkryć bozonu Higgsa (w prasie nazywano go czasem „cząstką Boga”, , ) – postawiłoby to pod znakiem zapytania cały Model Standardowy, co wymagałoby całkowitej rewizji istniejące koncepcje dotyczące cząstek elementarnych , , , . Jednocześnie w przypadku potwierdzenia Modelu Standardowego niektóre obszary fizyki wymagały dalszej weryfikacji eksperymentalnej: w szczególności konieczne było udowodnienie istnienia „grawitonów” – hipotetycznych cząstek odpowiedzialnych za grawitację , , .

Właściwości techniczne

LHC znajduje się w tunelu zbudowanym dla LEP. Większość z nich leży pod terytorium Francji. Tunel składa się z dwóch rur, które biegną równolegle na niemal całej długości i przecinają się w miejscach, w których znajdują się detektory, w których zderzają się hadrony – cząstki składające się z kwarków (do zderzeń zostaną wykorzystane jony ołowiu i protony). Protony zaczynają przyspieszać nie w samym LHC, ale w akceleratorach pomocniczych. Wiązki protonów „startują” w akceleratorze liniowym LINAC2, następnie w akceleratorze PS, po czym wchodzą do pierścienia superprotonowego synchrotronu (SPS) o długości 6,9 km i dalej trafiają do jednej z rur LHC, gdzie następuje kolejna W ciągu 20 minut zostanie przekazana energia do 7 TeV. Eksperymenty z jonami ołowiu rozpoczną się na akceleratorze liniowym LINAC3. Belki są utrzymywane na swojej drodze przez 1600 magnesów nadprzewodzących, z których wiele waży do 27 ton. Magnesy te są chłodzone ciekłym helem do bardzo niskiej temperatury: 1,9 stopnia powyżej zera absolutnego, czyli zimniejszej niż przestrzeń kosmiczna.

Przy prędkości 99,9999991 procent prędkości światła, wykonując ponad 11 tysięcy okrążeń wokół pierścienia zderzacza na sekundę, protony zderzą się w jednym z czterech detektorów – najbardziej złożonych układów LHC, , , , , . Detektor ATLAS ma za zadanie szukać nowych nieznanych cząstek, które mogłyby dostarczyć naukowcom wskazówek w poszukiwaniach „nowej fizyki” innej niż Model Standardowy. Detektor CMS ma za zadanie wytwarzać bozon Higgsa i badać ciemną materię. Detektor ALICE ma badać materię po Wielkim Wybuchu i szukać plazmy kwarkowo-gluonowej, natomiast detektor LHCb będzie badał przyczynę przewagi materii nad antymaterią oraz badał fizykę kwarków b. W przyszłości planowane jest uruchomienie trzech kolejnych detektorów: TOTEM, LHCf i MoEDAL.

Do przetwarzania wyników eksperymentów w LHC wykorzystana zostanie dedykowana rozproszona sieć komputerowa GRID, zdolna do przesyłania do 10 gigabitów informacji na sekundę do 11 ośrodków obliczeniowych na całym świecie. Co roku z detektorów odczytywanych będzie ponad 15 petabajtów (15 tysięcy terabajtów) informacji: całkowity przepływ danych z czterech eksperymentów może osiągnąć 700 megabajtów na sekundę, , , , . We wrześniu 2008 roku hakerom udało się włamać na stronę internetową CERN i według nich uzyskać dostęp do elementów sterujących zderzacza. Pracownicy CERN wyjaśnili jednak, że system sterowania LHC jest odizolowany od Internetu. W październiku 2009 roku Adlen Ishor, który był jednym z naukowców pracujących nad eksperymentem LHCb w LHC, został aresztowany pod zarzutem współpracy z terrorystami. Jak jednak poinformowało kierownictwo CERN, Ishor nie miał dostępu do podziemnych pomieszczeń zderzacza i nie zrobił nic, co mogłoby zainteresować terrorystów. W maju 2012 roku Ishor został skazany na pięć lat więzienia.

Koszt i historia budowy

W 1995 roku koszt budowy LHC szacowano na 2,6 miliarda franków szwajcarskich, nie licząc kosztów przeprowadzenia eksperymentów. Planowano, że eksperymenty rozpoczną się za 10 lat – w 2005 roku. W 2001 roku obcięto budżet CERN-u i dodano do kosztów budowy 480 milionów franków (całkowity koszt projektu wyniósł wówczas około 3 miliardów franków), co spowodowało opóźnienie uruchomienia zderzacza do 2007 roku. W 2005 roku podczas budowy LHC zginął inżynier: przyczyną tragedii był ładunek spadający z dźwigu.

Uruchomienie LHC zostało przełożone nie tylko ze względu na problemy finansowe. W 2007 roku odkryto, że dostarczone przez Fermilab części z magnesami nadprzewodzącymi nie spełniały wymagań projektowych, co spowodowało opóźnienie uruchomienia zderzacza o rok.

10 września 2008 roku w LHC wystrzelono pierwszą wiązkę protonów. Planowano, że za kilka miesięcy zostaną przeprowadzone pierwsze zderzenia w zderzaczu, jednak 19 września, w wyniku wadliwego połączenia dwóch magnesów nadprzewodzących w LHC, doszło do wypadku: magnesy zostały wyłączone, ponad 6 ton ciekłego helu rozlało się do tunelu, powodując przerwanie podciśnienia w rurkach akceleratora. Zderzacz musiał zostać zamknięty w celu naprawy. Pomimo wypadku, 21 września 2008 roku odbyła się uroczystość uruchomienia LHC. Początkowo wznowienie eksperymentów miało nastąpić w grudniu 2008 r., później jednak termin ich wznowienia przesunięto na wrzesień, a następnie na połowę listopada 2009 r., przy czym do pierwszych kolizji planowano przystąpić dopiero w 2010 r. Pierwsze po wypadku testowe wystrzelenie wiązek jonów ołowiu i protonów wzdłuż części pierścienia LHC odbyło się 23 października 2009 roku. 23 listopada w detektorze ATLAS doszło do pierwszych zderzeń wiązek, a 31 marca 2010 roku zderzacz pracował z pełną mocą: tego dnia zarejestrowano zderzenie wiązek protonów przy rekordowej energii 7 TeV. W kwietniu 2012 roku zarejestrowano jeszcze wyższą energię zderzeń protonów – 8 TeV.

W 2009 roku koszt LHC szacowano na 3,2–6,4 miliarda euro, co czyni go najdroższym eksperymentem naukowym w historii ludzkości.

Współpraca międzynarodowa

Zwrócono uwagę, że projektu na skalę LHC nie może stworzyć w pojedynkę jedno państwo. Powstał dzięki wysiłkom nie tylko 20 państw członkowskich CERN: w jego opracowaniu wzięło udział ponad 10 tysięcy naukowców z ponad stu krajów świata. Od 2009 roku projektem LHC kieruje dyrektor generalny CERN Rolf-Dieter Heuer. Rosja bierze także udział w tworzeniu LHC jako członek-obserwator CERN: w 2008 roku przy Wielkim Zderzaczu Hadronów pracowało około 700 rosyjskich naukowców, w tym pracownicy IHEP.

Tymczasem naukowcy z jednego z europejskich krajów niemal stracili możliwość wzięcia udziału w eksperymentach w LHC. W maju 2009 roku austriacki minister nauki Johannes Hahn zapowiedział wystąpienie kraju z CERN w 2010 roku, tłumacząc, że członkostwo w CERN i udział w programie LHC jest zbyt kosztowne i nie przynosi wymiernych korzyści nauce i uniwersytetom w Austrii. Mówiono o możliwych rocznych oszczędnościach na poziomie około 20 milionów euro, co stanowi 2,2 procent budżetu CERN i około 70 procent środków przeznaczonych przez rząd austriacki na uczestnictwo w międzynarodowych organizacjach badawczych. Austria obiecała podjęcie ostatecznej decyzji o wycofaniu się jesienią 2009 roku. Jednak później kanclerz Austrii Werner Faymann powiedział, że jego kraj nie zamierza opuścić projektu i CERN.

Pogłoski o niebezpieczeństwie

W prasie krążyły pogłoski, że LHC stanowi zagrożenie dla ludzkości, gdyż jego wystrzelenie może doprowadzić do końca świata. Powodem były wypowiedzi naukowców, że w wyniku zderzeń w zderzaczu mogą powstać mikroskopijne czarne dziury: od razu pojawiły się opinie, że mogą one „wciągnąć” w nie całą Ziemię, w związku z czym LHC jest prawdziwą „puszką Pandory”, , , . Wyrażano także opinie, że odkrycie bozonu Higgsa doprowadziłoby do niekontrolowanego wzrostu masy Wszechświata, a eksperymenty mające na celu poszukiwanie „ciemnej materii” mogłyby doprowadzić do pojawienia się „strangeletów” (strangelets, tłumaczenie terminu na j. Rosyjski należy do astronoma Siergieja Popowa) – „dziwna materia”, która w kontakcie ze zwykłą materią potrafi zamienić ją w „strapelle”. Jednocześnie dokonano porównania z powieścią Kurta Vonneguta (Kurt Vonnegut) „Kocia kołyska”, w której fikcyjny materiał „lód dziewiątka” zniszczył życie na planecie. W niektórych publikacjach, odwołując się do opinii poszczególnych naukowców, stwierdzano także, że eksperymenty w LHC mogą doprowadzić do pojawienia się w czasie „tuneli czasoprzestrzennych”, przez które cząstki lub nawet istoty żywe mogą zostać przeniesione z przyszłości do naszego świata, . Okazało się jednak, że słowa naukowców zostały wypaczone i błędnie zinterpretowane przez dziennikarzy: początkowo chodziło o „mikroskopijne wehikuły czasu, za pomocą których tylko pojedyncze cząstki elementarne mogą podróżować w przeszłość”.

Naukowcy wielokrotnie stwierdzali, że prawdopodobieństwo wystąpienia takich zdarzeń jest znikome. Powołano nawet specjalną Grupę ds. Oceny Bezpieczeństwa LHC, która przeprowadziła analizę i wydała raport na temat prawdopodobieństwa katastrof, do których mogą doprowadzić eksperymenty w LHC. Jak podają naukowcy, zderzenia protonów w LHC nie będą bardziej niebezpieczne niż zderzenia promieni kosmicznych ze skafandrami astronautów: czasami mają one nawet większą energię, niż można osiągnąć w LHC. Jeśli chodzi o hipotetyczne czarne dziury, to one „rozpuszczą się” nawet nie dosięgając ścian zderzacza , , , , .

Jednak pogłoski o możliwych katastrofach nadal trzymały opinię publiczną w napięciu. Twórcy zderzacza zostali nawet pozwani: najsłynniejsze procesy dotyczyły amerykańskiego prawnika i lekarza Waltera Wagnera oraz niemieckiego profesora chemii Otto Rosslera. Oskarżyli CERN o narażenie ludzkości swoim eksperymentem i naruszenie „prawa do życia” gwarantowanego przez Konwencję Praw Człowieka, ale zarzuty zostały odrzucone , , , , . Prasa doniosła, że ​​w związku z pogłoskami o rychłym końcu świata 16-letnia dziewczyna po wystrzeleniu LHC w Indiach popełniła samobójstwo.

W rosyjskiej blogosferze pojawił się mem „to byłoby raczej jak zderzacz”, co można przetłumaczyć jako „to byłoby bardziej jak koniec świata, nie da się już patrzeć na tę hańbę”. Popularny był żart: „Fizycy mają tradycję spotykania się i uruchamiania zderzacza raz na 14 miliardów lat”.

Wyniki naukowe

Pierwsze dane z eksperymentów w LHC opublikowano w grudniu 2009 roku. 13 grudnia 2011 roku eksperci CERN ogłosili, że w wyniku badań w LHC udało im się zawęzić granice prawdopodobnej masy bozonu Higgsa do 115,5-127 GeV i znaleźć oznaki istnienia pożądanej cząstki o masa około 126 GeV,. W tym samym miesiącu podczas eksperymentów w LHC po raz pierwszy ogłoszono odkrycie nowej cząstki innej niż Higgsa, zwanej χb (3P), .

4 lipca 2012 r. kierownictwo CERN oficjalnie ogłosiło odkrycie z prawdopodobieństwem 99,99995 procent nowej cząstki w obszarze mas około 126 GeV, która według naukowców była najprawdopodobniej bozonem Higgsa. Lider jednej z dwóch kolaboracji naukowych pracujących w LHC, Joe Incandela, nazwał ten wynik „jedną z największych obserwacji w tej dziedzinie nauki w ciągu ostatnich 30–40 lat”, a sam Peter Higgs ogłosił odkrycie cząstki „koniec pewnej ery w fizyce.” ”, , .

Przyszłe projekty

W 2013 roku CERN planuje unowocześnić LHC, instalując mocniejsze detektory i zwiększając ogólną moc zderzacza. Projekt modernizacji nosi nazwę Super Wielkiego Zderzacza Hadronów (SLHC). W planach jest także budowa Międzynarodowego Zderzacza Liniowego (ILC). Jego tuba będzie miała kilkadziesiąt kilometrów długości i powinna być tańsza od LHC ze względu na to, że jego konstrukcja nie wymaga stosowania drogich magnesów nadprzewodzących. Niewykluczone, że ILC powstanie w Dubnej.

Również część specjalistów CERN oraz naukowcy z USA i Japonii zaproponowali, po ukończeniu LHC, rozpoczęcie prac nad nowym Bardzo Dużym Zderzaczem Hadronów (VLHC).

Używane materiały

Chrisa Wickhama i Roberta Evansa. „To” bozon: „Poszukiwanie Higgsa niesie nową cząstkę. - Reutera, 05.07.2012

Lucy Christie, Marie Noelle Blessig. Budowa ciała: decouverte de la „particule de Dieu”? - Agence France-Presse, 04.07.2012

Dennis Over, żegnaj. Fizycy znajdują nieuchwytną cząstkę uważaną za klucz do wszechświata - New York Timesa, 04.07.2012

Adlene Hicheur potępia cinq ans de więzienie, nie un avec sursis. - L"Ekspres, 04.05.2012

Zderzacz cząstek eskaluje w dążeniu do eksploracji wszechświata. - Agence France-Presse, 06.04.2012

Jonathana Amosa. LHC donosi o odkryciu pierwszej nowej cząstki. - wiadomości BBC, 22.12.2011

Leonid Popow. Pierwszą nową cząstkę złapano w LHC. - membrana, 22.12.2011

Stephena Shanklanda. Fizycy z CERN znaleźli ślad bozonu Higgsa - CNET, 13.12.2011

Paul Rincon. LHC: Bozon Higgsa „mógł zostać dostrzeżony” - wiadomości BBC, 13.12.2011

Tak zrobiliśmy to! - Biuletyn CERN, 31.03.2010

Richarda Webba. Fizycy ścigają się, aby opublikować pierwsze wyniki z LHC. - Nowy naukowiec, 21.12.2009

Komunikat prasowy. Dwie krążące wiązki powodują pierwsze zderzenia w LHC. - CERN (cern.ch), 23.11.2009

Cząstki wróciły do ​​LHC! - CERN (cern.ch), 26.10.2009

Pierwsze jony ołowiu w LHC. - Testy wtrysku LHC (lhc-injection-test.web.cern.ch), 26.10.2009

Charlesa Bremnera, Adama Sage’a. Fizyczka zajmująca się Zderzaczem Hadronów Adlene Hicheur oskarżona o terroryzm. - Czasy, 13.10.2009

Dennis Over, żegnaj. Francuski naukowiec prowadzący formalne dochodzenie w sprawie terroryzmu. - New York Timesa, 13.10.2009

Co pozostało z Nadprzewodzącego Zderzacza Superprzewodzącego? - Fizyka dzisiaj, 06.10.2009

LHC będzie działać przy 3,5 TeV na początku lat 2009–2010, a później będzie rosnąć. - CERN (cern.ch), 06.08.2009

Komitet Eksperymentów LHC. - CERN (cern.ch), 30.06.2009