เครื่องชนขนาดใหญ่ Large Hadron Collider - เหตุใดจึงจำเป็น การทดลองพื้นฐานอื่นๆ ดำเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของงาน LHC

คำจำกัดความของ Large Hadron Collider มีดังต่อไปนี้: LHC เป็นตัวเร่งอนุภาคที่มีประจุ และถูกสร้างขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเร่งไอออนหนักและโปรตอนของตะกั่ว และศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคเหล่านั้นชนกัน แต่ทำไมสิ่งนี้ถึงจำเป็น? สิ่งนี้ก่อให้เกิดอันตรายหรือไม่? ในบทความนี้ เราจะตอบคำถามเหล่านี้และพยายามทำความเข้าใจว่าเหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ Large Hadron Collider

บากคืออะไร

Large Hadron Collider เป็นอุโมงค์รูปวงแหวนขนาดใหญ่ ดูเหมือนท่อขนาดใหญ่ที่กระจายอนุภาค LHC ตั้งอยู่ใต้อาณาเขตของสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส ที่ระดับความลึก 100 เมตร นักวิทยาศาสตร์จากทั่วทุกมุมโลกมีส่วนร่วมในการสร้างมัน

วัตถุประสงค์ของการก่อสร้าง:

• ค้นหาฮิกส์โบซอน นี่คือกลไกที่ให้มวลอนุภาค
• การศึกษาควาร์ก - เป็นอนุภาคพื้นฐานที่เป็นส่วนหนึ่งของฮาดรอน นั่นคือสาเหตุที่ชื่อของคอลไลเดอร์คือ "แฮดรอน"

หลายคนคิดว่า LHC เป็นตัวเร่งความเร็วเพียงตัวเดียวในโลก แต่นี่ยังห่างไกลจากความจริง ตั้งแต่ทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ 20 มีการสร้างเครื่องชนกันที่คล้ายกันหลายสิบตัวทั่วโลก แต่ Large Hadron Collider ถือเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุด มีความยาว 25.5 กม. นอกจากนี้ยังมีคันเร่งอีกอันที่มีขนาดเล็กกว่า

สื่อเกี่ยวกับ LHC

นับตั้งแต่มีการสร้าง Collider มีบทความจำนวนมากปรากฏในสื่อเกี่ยวกับอันตรายและค่าใช้จ่ายสูงของคันเร่ง คนส่วนใหญ่เชื่อว่าเงินนั้นสูญเปล่า พวกเขาไม่เข้าใจว่าทำไมพวกเขาจึงต้องใช้เงินจำนวนมากและพยายามค้นหาอนุภาคบางอย่าง

• Large Hadron Collider ไม่ใช่โครงการวิทยาศาสตร์ที่แพงที่สุดในประวัติศาสตร์
• เป้าหมายหลักของงานนี้คือฮิกส์โบซอนสำหรับการค้นพบสิ่งที่สร้างโดรนชนกัน ผลลัพธ์ของการค้นพบนี้จะนำเทคโนโลยีปฏิวัติมากมายมาสู่มนุษยชาติ ท้ายที่สุดแล้ว การประดิษฐ์โทรศัพท์มือถือก็เคยได้รับการตอบรับในทางลบเช่นกัน

หลักการทำงานของถัง

มาดูกันว่าการทำงานของแฮดรอนคอลไลเดอร์เป็นอย่างไร มันชนลำแสงอนุภาคด้วยความเร็วสูง จากนั้นติดตามปฏิกิริยาและพฤติกรรมที่ตามมาของพวกมัน ตามกฎแล้ว ลำแสงหนึ่งอนุภาคจะถูกเร่งบนวงแหวนเสริมก่อน และหลังจากนั้นจะถูกส่งไปยังวงแหวนหลัก

ภายในเครื่องชนกัน อนุภาคจะถูกยึดไว้ด้วยแม่เหล็กแรงสูงจำนวนมาก เนื่องจากการชนกันของอนุภาคเกิดขึ้นภายในเสี้ยววินาที การเคลื่อนที่ของอนุภาคจึงถูกบันทึกด้วยเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง

องค์กรที่ควบคุมเครื่องชนกันคือ CERN เธอคือผู้ที่เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2555 หลังจากการลงทุนทางการเงินและการทำงานจำนวนมากได้ประกาศอย่างเป็นทางการว่าพบฮิกส์โบซอนแล้ว

เหตุใดจึงจำเป็นต้องมี LHC?

ตอนนี้จำเป็นต้องเข้าใจว่า LHC มอบอะไรให้กับคนทั่วไป และเหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้แฮดรอนคอลไลเดอร์

การค้นพบที่เกี่ยวข้องกับฮิกส์โบซอนและการศึกษาควาร์กอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระลอกใหม่ในที่สุด

• พูดโดยคร่าวๆ มวลคือพลังงานที่อยู่นิ่ง ซึ่งหมายความว่าในอนาคตเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนสสารให้เป็นพลังงาน ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาเรื่องพลังงานและความเป็นไปได้ของการเดินทางระหว่างดวงดาวจะปรากฏขึ้น
• ในอนาคตการศึกษาแรงโน้มถ่วงควอนตัมจะทำให้สามารถควบคุมแรงโน้มถ่วงได้
• ทำให้สามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับทฤษฎี M ซึ่งอ้างว่าจักรวาลมี 11 มิติ การศึกษาครั้งนี้จะช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างของจักรวาลได้ดีขึ้น

เกี่ยวกับอันตรายอันลึกซึ้งของแฮดรอนคอลไลเดอร์

ตามกฎแล้วผู้คนกลัวทุกสิ่งใหม่ Hadron Collider ยังทำให้เกิดความกังวลอีกด้วย อันตรายของมันเป็นสิ่งที่ลึกซึ้งและแพร่กระจายไปในสื่อโดยผู้ที่ไม่มีการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ

• ฮาดรอนชนกันใน LHC ไม่ใช่โบซอน ตามที่นักข่าวบางคนเขียน ซึ่งทำให้ผู้คนหวาดกลัว
• อุปกรณ์ดังกล่าวใช้งานมาหลายทศวรรษแล้วและไม่เป็นอันตราย แต่เป็นประโยชน์ต่อวิทยาศาสตร์
• แนวคิดเรื่องการชนกันของโปรตอนพลังงานสูงที่อาจทำให้เกิดหลุมดำนั้นถูกข้องแวะโดยทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม
• มีเพียงดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 3 เท่าเท่านั้นที่สามารถยุบตัวเป็นหลุมดำได้ เนื่องจากไม่มีมวลดังกล่าวในระบบสุริยะ จึงไม่มีที่ไหนเลยที่หลุมดำจะเกิดขึ้น
• เนื่องจากความลึกที่เครื่องชนกันอยู่ใต้ดิน การแผ่รังสีของมันจึงไม่ก่อให้เกิดอันตราย

เราได้เรียนรู้ว่า LHC คืออะไร และแฮดรอนคอลไลเดอร์มีไว้เพื่ออะไร และเราตระหนักว่าเราไม่ควรกลัวมัน แต่ควรรอการค้นพบที่สัญญาว่าเราจะก้าวหน้าทางเทคนิคอย่างมาก

แผนที่พร้อมตำแหน่งของ Collider ที่ทำเครื่องหมายไว้

เพื่อรวมปฏิสัมพันธ์พื้นฐานในทฤษฎีหนึ่งเข้าด้วยกันให้มากขึ้น จึงมีการใช้แนวทางต่างๆ เช่น ทฤษฎีสตริง ซึ่งพัฒนาขึ้นในทฤษฎี M (ทฤษฎีเบรน) ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงยิ่งยวด แรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ ฯลฯ บางส่วนมีปัญหาภายใน และไม่มีวิธีใดที่มีปัญหาภายใน การยืนยันการทดลอง ปัญหาคือในการทำการทดลองที่เกี่ยวข้องนั้น จำเป็นต้องใช้พลังงานที่ไม่สามารถบรรลุได้ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุสมัยใหม่

LHC จะอนุญาตให้มีการทดลองที่ก่อนหน้านี้เป็นไปไม่ได้ และมีแนวโน้มที่จะยืนยันหรือหักล้างทฤษฎีเหล่านี้บางส่วน ดังนั้นจึงมีทฤษฎีฟิสิกส์มากมายที่มีมิติมากกว่าสี่ซึ่งสันนิษฐานว่ามี "สมมาตรยิ่งยวด" - ตัวอย่างเช่น ทฤษฎีสตริง ซึ่งบางครั้งเรียกว่าทฤษฎีสตริงพิเศษอย่างแม่นยำ เพราะหากไม่มีสมมาตรยิ่งยวด มันจะสูญเสียความหมายทางกายภาพไป การยืนยันการมีอยู่ของสมมาตรยิ่งยวดจะเป็นการยืนยันทางอ้อมถึงความจริงของทฤษฎีเหล่านี้

การศึกษาควาร์กชั้นนำ

ประวัติความเป็นมาของการก่อสร้าง

อุโมงค์ใต้ดินยาว 27 กม. ออกแบบมาเพื่อติดตั้งคันเร่ง LHC

แนวคิดสำหรับโครงการ Large Hadron Collider เกิดขึ้นในปี 1984 และได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการในอีกสิบปีต่อมา การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2544 หลังจากเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน-โพซิตรอนขนาดใหญ่ที่สร้างเสร็จก่อนหน้านี้

เครื่องเร่งความเร็วควรจะชนโปรตอนด้วยพลังงานรวม 14 TeV (นั่นคือ 14 เทราอิเล็กตรอนโวลต์หรือ 14 10 12 อิเล็กตรอนโวลต์) ในระบบจุดศูนย์กลางมวลของอนุภาคที่ตกกระทบ เช่นเดียวกับนิวเคลียสตะกั่วที่มีพลังงาน 5.5 GeV (5.5 10 9 อิเล็กตรอนโวลต์) สำหรับนิวคลีออนที่ชนกันแต่ละคู่ ดังนั้น LHC จะเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่มีพลังงานสูงที่สุดในโลก ซึ่งมีพลังงานสูงกว่าคู่แข่งที่ใกล้เคียงที่สุด นั่นคือ Tevatron proton-antiproton collider ซึ่งปัจจุบันปฏิบัติการอยู่ที่ National Accelerator Laboratory เอ็นริโก เฟอร์มี (สหรัฐอเมริกา) และเครื่องชนไอออนหนักเชิงสัมพัทธภาพ RHIC ปฏิบัติการที่ห้องปฏิบัติการบรูคฮาเวน (สหรัฐอเมริกา)

เครื่องเร่งความเร็วตั้งอยู่ในอุโมงค์เดียวกับที่ก่อนหน้านี้ถูกครอบครองโดยเครื่องชนอิเล็กตรอน-โพซิตรอนขนาดใหญ่ อุโมงค์ที่มีเส้นรอบวง 26.7 กม. วางอยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 100 เมตรใต้ดินในฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ ในการบรรจุและแก้ไขลำแสงโปรตอน จะใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด 1,624 ชิ้น ซึ่งมีความยาวรวมเกิน 22 กม. สุดท้ายถูกติดตั้งในอุโมงค์เมื่อวันที่ 27 พฤศจิกายน พ.ศ. 2549 แม่เหล็กจะทำงานที่อุณหภูมิ 1.9 K (-271 °C) การก่อสร้างสายไครโอเจนิกพิเศษสำหรับแม่เหล็กทำความเย็นแล้วเสร็จเมื่อวันที่ 19 พฤศจิกายน 2549

การทดสอบ

ข้อมูลจำเพาะ

กระบวนการเร่งอนุภาคในเครื่องชนกัน

ความเร็วของอนุภาคใน LHC บนคานที่ชนกันนั้นใกล้เคียงกับความเร็วแสงในสุญญากาศ ความเร่งของอนุภาคจนถึงความเร็วสูงนั้นทำได้ในหลายขั้นตอน ในระยะแรก เครื่องเร่งเชิงเส้น Linac 2 และ Linac 3 ที่ใช้พลังงานต่ำจะฉีดโปรตอนและไอออนตะกั่วเพื่อการเร่งความเร็วต่อไป จากนั้นอนุภาคจะเข้าสู่ PS booster จากนั้นเข้าไปใน PS เอง (โปรตอนซินโครตรอน) เพื่อให้ได้พลังงาน 28 GeV หลังจากนั้น การเร่งอนุภาคจะดำเนินต่อไปใน SPS (ซูเปอร์ซินโครตรอนโปรตอนซินโครตรอน) ซึ่งพลังงานของอนุภาคสูงถึง 450 GeV จากนั้นลำแสงจะถูกส่งไปยังวงแหวนหลักระยะทาง 26.7 กิโลเมตร และเครื่องตรวจจับจะบันทึกเหตุการณ์ที่จุดชนกัน

การใช้พลังงาน

ในระหว่างการทำงานของเครื่องชนกัน พลังงานโดยประมาณจะอยู่ที่ 180 เมกะวัตต์ การใช้พลังงานโดยประมาณของทั้งรัฐเจนีวา CERN เองไม่ได้ผลิตไฟฟ้า มีเพียงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสำรองเท่านั้น

คอมพิวเตอร์แบบกระจาย

ในการจัดการ จัดเก็บ และประมวลผลข้อมูลที่จะมาจากเครื่องเร่งความเร็วและเครื่องตรวจจับ LHC LCG กำลังสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบกระจาย ล เอช.ซี.ค คอมพิวเตอร์ช กำจัด ) โดยใช้เทคโนโลยีกริด สำหรับงานด้านการประมวลผลบางอย่าง โปรเจ็กต์การประมวลผลแบบกระจาย LHC@home จะถูกนำมาใช้

กระบวนการทางกายภาพที่ไม่สามารถควบคุมได้

ผู้เชี่ยวชาญและสาธารณชนบางคนแสดงความกังวลว่ามีความน่าจะเป็นที่ไม่เป็นศูนย์ที่การทดลองที่ทำกับเครื่องชนกันจะควบคุมไม่ได้และทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่อาจทำลายโลกทั้งใบในทางทฤษฎีได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ มุมมองของผู้สนับสนุนสถานการณ์ภัยพิบัติที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินงานของ LHC จะถูกนำเสนอบนเว็บไซต์แยกต่างหาก เนื่องจากความรู้สึกที่คล้ายกัน บางครั้ง LHC จึงถูกถอดรหัสเป็น ล่าสุดแฮดรอนคอลไลเดอร์ ( ล่าสุดแฮดรอนคอลไลเดอร์)

ในเรื่องนี้สิ่งที่กล่าวถึงบ่อยที่สุดคือความเป็นไปได้ทางทฤษฎีของการปรากฏตัวของหลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์ในตัวชนกันเช่นเดียวกับความเป็นไปได้ทางทฤษฎีของการก่อตัวของกลุ่มปฏิสสารและโมโนโพลแม่เหล็กพร้อมกับปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ตามมาของการดักจับสสารรอบข้าง

ความเป็นไปได้ทางทฤษฎีเหล่านี้ได้รับการพิจารณาโดยกลุ่มพิเศษของ CERN ซึ่งจัดทำรายงานที่เกี่ยวข้องซึ่งความกลัวดังกล่าวทั้งหมดได้รับการยอมรับว่าไม่มีมูล นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอังกฤษ Adrian Kent ตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์ที่วิพากษ์วิจารณ์มาตรฐานความปลอดภัยที่ CERN นำมาใช้เนื่องจากความเสียหายที่คาดหวังนั่นคือผลคูณของความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ตามจำนวนเหยื่อนั้นในความเห็นของเขานั้นไม่สามารถยอมรับได้ อย่างไรก็ตาม ขอบเขตบนสูงสุดสำหรับความน่าจะเป็นของสถานการณ์ภัยพิบัติที่ LHC คือ 10 -31

ข้อโต้แย้งหลักที่สนับสนุนความไม่มีมูลของสถานการณ์ภัยพิบัติ ได้แก่ การอ้างอิงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าโลก ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ดวงอื่นถูกโจมตีอย่างต่อเนื่องด้วยกระแสอนุภาคของจักรวาลที่มีพลังงานสูงกว่ามาก ยังกล่าวถึงการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จของเครื่องเร่งความเร็วที่ได้รับมอบหมายก่อนหน้านี้ รวมถึงเครื่องชนไอออนหนักเชิงสัมพัทธภาพ RHIC ที่ Brookhaven ผู้เชี่ยวชาญของ CERN ไม่ได้ปฏิเสธความเป็นไปได้ในการก่อตัวของหลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์ แต่มีการระบุไว้ว่าในอวกาศสามมิติของเรา วัตถุดังกล่าวสามารถปรากฏได้ที่พลังงาน 16 ลำดับความสำคัญมากกว่าพลังงานของลำแสงใน LHC เท่านั้น ตามสมมุติฐาน หลุมดำขนาดเล็กมากอาจปรากฏขึ้นในการทดลองที่ LHC ในการทำนายทฤษฎีที่มีมิติเชิงพื้นที่เพิ่มเติม ทฤษฎีดังกล่าวยังไม่มีการยืนยันการทดลองใดๆ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าหลุมดำจะถูกสร้างขึ้นจากการชนกันของอนุภาคที่ LHC ก็คาดว่าหลุมดำเหล่านั้นจะไม่เสถียรอย่างยิ่งเนื่องจากรังสีฮอว์กิง และจะระเหยเกือบจะในทันทีเหมือนอนุภาคธรรมดา

เมื่อวันที่ 21 มีนาคม พ.ศ. 2551 วอลเตอร์ วากเนอร์ ได้ถูกฟ้องในศาลแขวงของรัฐบาลกลางแห่งฮาวาย (สหรัฐอเมริกา) วอลเตอร์ แอล. วากเนอร์) และ หลุยส์ ซานโช่ (อังกฤษ) หลุยส์ ซานโช่) ซึ่งพวกเขากล่าวหาว่า CERN พยายามก่อให้เกิดจุดจบของโลก โดยเรียกร้องให้ห้ามมิให้ปล่อยเครื่องชนกันจนกว่าจะรับประกันความปลอดภัย

เปรียบเทียบกับความเร็วและพลังงานตามธรรมชาติ

เครื่องเร่งความเร็วได้รับการออกแบบมาเพื่อชนอนุภาคต่างๆ เช่น ฮาดรอนและนิวเคลียสของอะตอม อย่างไรก็ตาม มีแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติของอนุภาคซึ่งมีความเร็วและพลังงานสูงกว่าเครื่องชนกันมาก (ดู: เซวาตรอน) อนุภาคธรรมชาติดังกล่าวถูกตรวจพบในรังสีคอสมิก พื้นผิวของดาวเคราะห์โลกได้รับการปกป้องบางส่วนจากรังสีเหล่านี้ แต่เมื่อพวกมันผ่านชั้นบรรยากาศ อนุภาครังสีคอสมิกจะชนกับอะตอมและโมเลกุลของอากาศ จากการชนตามธรรมชาติเหล่านี้ อนุภาคที่เสถียรและไม่เสถียรจำนวนมากจึงถูกสร้างขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลก เป็นผลให้มีการแผ่รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติบนโลกมาเป็นเวลาหลายล้านปี สิ่งเดียวกัน (การชนกันของอนุภาคมูลฐานและอะตอม) จะเกิดขึ้นใน LHC แต่มีความเร็วและพลังงานต่ำกว่า และในปริมาณที่น้อยกว่ามาก

หลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์

หากหลุมดำสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการชนกันของอนุภาคมูลฐาน พวกมันก็จะสลายตัวเป็นอนุภาคมูลฐานเช่นกัน ตามหลักการความแปรปรวนของ CPT ซึ่งเป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานที่สุดของกลศาสตร์ควอนตัม

นอกจากนี้ หากสมมติฐานของการมีอยู่ของหลุมขนาดเล็กสีดำที่เสถียรนั้นถูกต้อง พวกมันก็จะก่อตัวขึ้นในปริมาณมากอันเป็นผลมาจากการถล่มโลกด้วยอนุภาคมูลฐานของจักรวาล แต่อนุภาคมูลฐานพลังงานสูงส่วนใหญ่ที่มาจากอวกาศมีประจุไฟฟ้า ดังนั้นหลุมดำบางหลุมจึงมีประจุไฟฟ้า หลุมดำที่มีประจุเหล่านี้จะถูกสนามแม่เหล็กของโลกจับไว้ และหากพวกมันมีอันตรายอย่างแท้จริง ก็จะทำลายโลกไปนานแล้ว กลไกชวิมเมอร์ที่ทำให้หลุมดำเป็นกลางทางไฟฟ้านั้นคล้ายคลึงกับปรากฏการณ์ฮอว์กิงอย่างมาก และไม่สามารถทำงานได้หากปรากฏการณ์ฮอว์กิงไม่ทำงาน

นอกจากนี้ หลุมดำใดๆ ที่มีประจุหรือเป็นกลางทางไฟฟ้า จะถูกดาวแคระขาวและดาวนิวตรอนจับไว้ (ซึ่งเหมือนกับโลกที่ถูกถล่มด้วยรังสีคอสมิก) และทำลายพวกมัน ผลก็คือ อายุขัยของดาวแคระขาวและดาวนิวตรอนจะสั้นกว่าที่สังเกตได้จริงมาก นอกจากนี้ ดาวแคระขาวและดาวนิวตรอนที่ยุบตัวจะปล่อยรังสีเพิ่มเติมซึ่งไม่ได้สังเกตพบจริงๆ

สุดท้ายนี้ ทฤษฎีที่มีมิติเชิงพื้นที่เพิ่มเติมซึ่งทำนายการเกิดขึ้นของหลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์ไม่ได้ขัดแย้งกับข้อมูลการทดลองเฉพาะในกรณีที่จำนวนมิติเพิ่มเติมมีอย่างน้อยสามเท่านั้น แต่ด้วยมิติพิเศษมากมาย ต้องใช้เวลานับพันล้านปีก่อนที่หลุมดำจะสร้างอันตรายร้ายแรงต่อโลก

สตราเปลกี

มุมมองที่ตรงกันข้ามถือโดย Eduard Boos ปริญญาเอกสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์จากสถาบันวิจัยฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก ซึ่งปฏิเสธการเกิดขึ้นของหลุมดำขนาดมหึมาที่ LHC และดังนั้นจึงเป็น "รูหนอน" และการเดินทางข้ามเวลา

หมายเหตุ

1. คู่มือฉบับสมบูรณ์ของ LHC (ภาษาอังกฤษ) หน้า 30
2. LHC: ข้อมูลสำคัญ "องค์ประกอบของวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่" สืบค้นเมื่อวันที่ 15 กันยายน 2551.
3. คณะทำงาน Tevatron Electroweak กลุ่มย่อยระดับบนสุด
4. การทดสอบการซิงโครไนซ์ LHC สำเร็จ
5. การทดสอบระบบหัวฉีดครั้งที่สองผ่านไปอย่างหยุดชะงัก แต่ก็บรรลุเป้าหมาย “องค์ประกอบของวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่” (24 สิงหาคม 2551) สืบค้นเมื่อวันที่ 6 กันยายน 2551.
6. วันสำคัญของ LHC เริ่มต้นอย่างรวดเร็ว
7. ลำแสงแรกใน LHC - วิทยาศาสตร์การเร่งความเร็ว
8. ภารกิจเสร็จสิ้นสำหรับทีม LHC ฟิสิกส์เวิลด์ดอทคอม สืบค้นเมื่อวันที่ 12 กันยายน 2551.
9. ลำแสงหมุนเวียนที่เสถียรถูกยิงไปที่ LHC “องค์ประกอบของวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่” (12 กันยายน 2551) สืบค้นเมื่อวันที่ 12 กันยายน 2551.
10. อุบัติเหตุที่เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ทำให้การทดลองล่าช้าอย่างไม่มีกำหนด “องค์ประกอบของวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่” (19 กันยายน 2551) สืบค้นเมื่อวันที่ 21 กันยายน 2551.
11. Large Hadron Collider จะไม่ทำงานต่อจนกว่าจะถึงฤดูใบไม้ผลิ - CERN อาร์ไอเอ โนโวสติ (23 กันยายน 2551) สืบค้นเมื่อวันที่ 25 กันยายน 2551.
12. http://press.web.cern.ch/Press/PressReleases/Releases2008/PR14.08E.html
13. https://edms.cern.ch/file/973073/1/Report_on_080919_incident_at_LHC__2_.pdf
14. https://lhc2008.web.cern.ch/LHC2008/inauguration/index.html
15. การซ่อมแซมแม่เหล็กที่เสียหายจะครอบคลุมมากกว่าที่คิดไว้ “องค์ประกอบของวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่” (09 พฤศจิกายน 2551) สืบค้นเมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน 2551.
16. กำหนดการปี 2552 “องค์ประกอบของวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่” (18 มกราคม 2552) สืบค้นเมื่อวันที่ 18 มกราคม 2552.
17. ข่าวประชาสัมพันธ์ของเซิร์น
18. แผนปฏิบัติการของเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่สำหรับปี พ.ศ. 2552-2553 ได้รับการอนุมัติแล้ว “องค์ประกอบของวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่” (6 กุมภาพันธ์ 2552) สืบค้นเมื่อวันที่ 5 เมษายน 2552.
19. การทดลองของ LHC
20. "กล่องแพนโดร่า" เปิดขึ้น Vesti.ru (9 กันยายน 2551) สืบค้นเมื่อวันที่ 12 กันยายน 2551.
21. ศักยภาพของอันตรายในการทดลองเครื่องชนอนุภาค
22. Dimopoulos S., Landsberg G. หลุมดำที่ Large Hadron Collider (อังกฤษ) ฟิสิกส์ สาธุคุณ เล็ตต์ 87 (2544)
23. เบลซอต เจ.-พี. และคณะ การศึกษาเหตุการณ์ที่อาจเป็นอันตรายระหว่างการชนของไอออนหนักที่ LHC
24. การทบทวนความปลอดภัยของการชนของ LHC กลุ่มประเมินความปลอดภัยของ LHC
25. การทบทวนความเสี่ยงของตัวเร่งความเร็วอย่างมีวิจารณญาณ Proza.ru (23 พฤษภาคม 2551) สืบค้นเมื่อวันที่ 17 กันยายน 2551.
26. ความน่าจะเป็นที่จะเกิดภัยพิบัติที่ LHC เป็นเท่าใด
27. วันพิพากษา
28. ขอให้ผู้พิพากษากอบกู้โลก และอาจจะมากกว่านั้นอีกมาก
29. อธิบายว่าทำไม LHC ถึงปลอดภัย
30. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-es.pdf (ภาษาสเปน)
31. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-de.pdf (ภาษาเยอรมัน)
32. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-fr.pdf (ภาษาฝรั่งเศส)
33. เอช. ไฮเซลเบิร์ก.การคัดกรองในหยดควาร์ก // การทบทวนทางกายภาพ D. - 1993. - T. 48. - หมายเลข 3. - P. 1418-1423. ดอย:10.1103/PhysRevD.48.1418
34. เอ็ม. อัลฟอร์ด, เค. ราโกปาล, เอส. เรดดี้, เอ. สไตเนอร์ความเสถียรของเปลือกดาวประหลาดและสเตรนจ์เล็ต // สมาคมกายภาพอเมริกันการทบทวนทางกายภาพ D. - 2549. - T. 73, 114016

Large Hadron Collider คืออะไร? เหตุใดจึงจำเป็น? มันสามารถทำให้เกิดการสิ้นสุดของโลกได้หรือไม่? มาแบ่งทุกอย่างออกเป็นชิ้น ๆ

บากคืออะไร?

นี่คืออุโมงค์รูปวงแหวนขนาดใหญ่ คล้ายกับท่อเร่งอนุภาค ตั้งอยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 100 เมตร ใต้อาณาเขตของฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ นักวิทยาศาสตร์จากทั่วทุกมุมโลกเข้าร่วมในการก่อสร้าง

LHC ถูกสร้างขึ้นเพื่อค้นหาฮิกส์โบซอน ซึ่งเป็นกลไกที่ให้มวลอนุภาค เป้าหมายรองคือการศึกษาควาร์กซึ่งเป็นอนุภาคพื้นฐานที่ประกอบเป็นฮาดรอน (จึงเป็นที่มาของชื่อเครื่องชน "แฮดรอน")

หลายคนเชื่ออย่างไร้เดียงสาว่า LHC เป็นตัวเร่งอนุภาคเพียงเครื่องเดียวในโลก อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ทศวรรษที่ 50 เป็นต้นมา มีเครื่องชนกันมากกว่าหนึ่งโหลที่ถูกสร้างขึ้นทั่วโลก LHC ถือว่าใหญ่ที่สุด - ความยาว 25.5 กม. นอกจากนี้โครงสร้างของมันยังรวมถึงตัวเร่งความเร็วอีกตัวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าอีกด้วย

LHC และสื่อ

ตั้งแต่เริ่มก่อสร้างมีบทความมากมายเกี่ยวกับต้นทุนที่สูงและอันตรายของคันเร่ง คนส่วนใหญ่คิดว่าเงินนั้นสูญเปล่าและไม่เข้าใจว่าทำไมจึงต้องใช้เงินและความพยายามมากมายเพื่อหาอนุภาค

ประการแรก LHC ไม่ใช่โครงการวิทยาศาสตร์ที่แพงที่สุดในประวัติศาสตร์ ทางตอนใต้ของฝรั่งเศสมีศูนย์วิทยาศาสตร์ Cadarache ซึ่งมีเครื่องปฏิกรณ์แสนสาหัสราคาแพง Cadarache ถูกสร้างขึ้นโดยได้รับการสนับสนุนจาก 6 ประเทศ (รวมถึงรัสเซีย) ในขณะนี้มีการลงทุนไปแล้วประมาณ 20 พันล้านดอลลาร์ ประการที่สอง การค้นพบฮิกส์โบซอนจะนำเทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการมากมายมาสู่โลก ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อโทรศัพท์มือถือเครื่องแรกถูกประดิษฐ์ขึ้น ผู้คนก็มีปฏิกิริยาเชิงลบต่อสิ่งประดิษฐ์นั้นด้วย...

BAK ทำงานอย่างไร?

LHC ชนลำแสงอนุภาคด้วยความเร็วสูงและติดตามพฤติกรรมและปฏิกิริยาโต้ตอบที่ตามมา ตามกฎแล้ว ลำแสงหนึ่งอนุภาคจะถูกเร่งบนวงแหวนเสริมก่อน จากนั้นจึงส่งไปยังวงแหวนหลัก

แม่เหล็กอันทรงพลังจำนวนมากจับอนุภาคไว้ภายในเครื่องชนกัน และอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงจะบันทึกการเคลื่อนที่ของอนุภาคเนื่องจากการชนกันเกิดขึ้นภายในเสี้ยววินาที

การทำงานของเครื่องชนกันนั้นจัดโดย CERN (องค์กรเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์)

ด้วยเหตุนี้ หลังจากทำงานหนักและลงทุนทางการเงินจำนวนมหาศาล ในวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2555 CERN จึงประกาศอย่างเป็นทางการว่าพบฮิกส์โบซอนแล้ว แน่นอนว่าคุณสมบัติบางอย่างของโบซอนที่ค้นพบในทางปฏิบัตินั้นแตกต่างจากแง่มุมทางทฤษฎี แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่สงสัยเกี่ยวกับ "ความเป็นจริง" ของฮิกส์โบซอน

ทำไมเราต้องมี BAK?

LHC มีประโยชน์ต่อคนทั่วไปอย่างไร? การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบฮิกส์โบซอนและการศึกษาควาร์กอาจนำไปสู่การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีครั้งใหม่ในอนาคต

ประการแรก เนื่องจากมวลคือพลังงานที่อยู่นิ่ง (พูดโดยประมาณ) จึงเป็นไปได้ในอนาคตที่จะเปลี่ยนสสารให้เป็นพลังงาน จากนั้นจะไม่มีปัญหาเรื่องพลังงานซึ่งหมายความว่าสามารถเดินทางไปยังดาวเคราะห์อันห่างไกลได้ และนี่คือก้าวสู่การเดินทางระหว่างดวงดาว...

ประการที่สอง การศึกษาแรงโน้มถ่วงควอนตัมจะทำให้สามารถควบคุมแรงโน้มถ่วงได้ในอนาคต อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นในเร็วๆ นี้ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงยังไม่เป็นที่เข้าใจมากนัก ดังนั้นอุปกรณ์ที่ควบคุมแรงโน้มถ่วงจึงอาจไม่สามารถคาดเดาได้

ประการที่สาม มีโอกาสที่จะเข้าใจทฤษฎี M (อนุพันธ์ของทฤษฎีสตริง) โดยละเอียดมากขึ้น ทฤษฎีนี้ระบุว่าจักรวาลประกอบด้วย 11 มิติ ทฤษฎี M อ้างว่าเป็น “ทฤษฎีของทุกสิ่ง” ซึ่งหมายความว่าการศึกษาทฤษฎีนี้จะช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างของจักรวาลได้ดีขึ้นมาก ใครจะรู้บางทีในอนาคตคน ๆ หนึ่งจะได้เรียนรู้ที่จะเคลื่อนไหวและมีอิทธิพลต่อมิติอื่น ๆ

LHC และจุดสิ้นสุดของโลก

หลายคนแย้งว่างานของ LHC สามารถทำลายมนุษยชาติได้ ตามกฎแล้วคนที่ไม่เชี่ยวชาญเรื่องฟิสิกส์จะพูดถึงเรื่องนี้ การเปิดตัว LHC ถูกเลื่อนออกไปหลายครั้ง แต่ในวันที่ 10 กันยายน พ.ศ. 2551 ได้มีการเปิดตัว อย่างไรก็ตามเป็นที่น่าสังเกตว่า LHC ไม่เคยเร่งความเร็วจนเต็มกำลัง นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะเปิดตัว LHC อย่างเต็มประสิทธิภาพในเดือนธันวาคม 2014 มาดูสาเหตุที่เป็นไปได้ของการสิ้นสุดของโลกและข่าวลืออื่น ๆ...

1. การสร้างหลุมดำ

หลุมดำเป็นดาวฤกษ์ที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ซึ่งดึงดูดไม่เพียงแต่สสารเท่านั้น แต่ยังดึงดูดแสงและแม้แต่เวลาด้วย หลุมดำไม่สามารถปรากฏขึ้นจากที่ไหนเลยได้ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จาก CERN จึงเชื่อว่าโอกาสที่หลุมดำเสถียรจะเกิดขึ้นนั้นมีน้อยมาก อย่างไรก็ตามมันเป็นไปได้ เมื่ออนุภาคชนกัน จะสามารถสร้างหลุมดำขนาดเล็กมากได้ ซึ่งมีขนาดเพียงพอที่จะทำลายโลกของเราได้ภายในไม่กี่ปี (หรือน้อยกว่านั้น) แต่มนุษยชาติไม่ควรกลัว เนื่องจากรังสีฮอว์คิงทำให้หลุมดำสูญเสียมวลและพลังงานอย่างรวดเร็ว แม้ว่าจะมีนักวิทยาศาสตร์ที่มองโลกในแง่ร้ายซึ่งเชื่อว่าสนามแม่เหล็กแรงสูงภายในเครื่องชนกันจะไม่ยอมให้หลุมดำสลายตัว ส่งผลให้โอกาสที่หลุมดำจะถูกสร้างขึ้นมาทำลายโลกนั้นมีน้อยมาก แต่ก็มีความเป็นไปได้เช่นนั้น

2. การก่อตัวของ “สสารมืด”

นอกจากนี้ยังเป็น "เรื่องแปลก", strapelka (หยดแปลก ๆ), "รัดคอ" เรื่องนี้คือเมื่อชนกับสสารอื่นแล้วเปลี่ยนสภาพให้กลายเป็นสิ่งที่คล้ายกับตัวมันเอง เหล่านั้น. เมื่อ Strangelet ชนกับอะตอมธรรมดา จะเกิด Strangelet 2 ตัวขึ้น ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ หากสสารดังกล่าวปรากฏในชนกัน มนุษยชาติจะถูกทำลายภายในไม่กี่นาที อย่างไรก็ตาม โอกาสที่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นมีน้อยเท่ากับการก่อตัวของหลุมดำ

3. ปฏิสสาร

เวอร์ชันที่เกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าในระหว่างการทำงานของเครื่องชนกันจำนวนปฏิสสารดังกล่าวอาจดูเหมือนว่ามันจะทำลายโลกที่ดูเป็นภาพลวงตาที่สุด และประเด็นไม่ได้อยู่ที่ว่าโอกาสในการก่อตัวของปฏิสสารจะมีน้อยมาก แต่มีตัวอย่างปฏิสสารบนโลกอยู่แล้วซึ่งเก็บไว้ในภาชนะพิเศษที่ไม่มีแรงโน้มถ่วง ไม่น่าเป็นไปได้ที่ปฏิสสารจำนวนดังกล่าวจะปรากฏบนโลกที่สามารถทำลายโลกได้

ข้อสรุป

ชาวรัสเซียจำนวนมากไม่รู้ด้วยซ้ำว่าจะสะกดวลี "เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่" ได้อย่างถูกต้อง ไม่ต้องพูดถึงความรู้เกี่ยวกับจุดประสงค์ของมัน และศาสดาพยากรณ์หลอกบางคนอ้างว่าไม่มีอารยธรรมที่ชาญฉลาดในจักรวาลเพราะว่าอารยธรรมทุกอารยธรรมที่มีความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์จะก่อให้เกิดชนกัน จากนั้นหลุมดำก็ก่อตัวขึ้นทำลายอารยธรรม ดังนั้นพวกเขาจึงอธิบายหลุมดำขนาดใหญ่จำนวนมากในใจกลางกาแลคซี

อย่างไรก็ตาม ยังมีคนที่เชื่อว่าเราควรปล่อย LHC อย่างรวดเร็ว ไม่เช่นนั้นเมื่อมนุษย์ต่างดาวมาถึง พวกเขาจะจับเรา เนื่องจากพวกเขาจะถือว่าเราเป็นคนป่าเถื่อน

ด้วยเหตุนี้ โอกาสเดียวที่จะค้นหาว่า LHC จะนำอะไรมาให้เราคือการรอ ไม่ช้าก็เร็วเราจะพบว่ามีอะไรรอเราอยู่: การทำลายล้างหรือความก้าวหน้า

เคล็ดลับล่าสุดจากส่วนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี:

คำแนะนำนี้ช่วยคุณได้หรือไม่?คุณสามารถช่วยโครงการได้โดยการบริจาคเงินจำนวนเท่าใดก็ได้ตามดุลยพินิจของคุณเพื่อการพัฒนาโครงการ ตัวอย่างเช่น 20 รูเบิล หรือมากกว่า:)

หลายคนเคยได้ยินคำว่า "Large Hadron Collider" ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง จากคำเหล่านี้ มีเพียงคำว่า "ใหญ่" เท่านั้นที่คนทั่วไปคุ้นเคย แต่จริงๆแล้วมันคืออะไร? และเป็นไปได้ไหมที่มนุษย์ธรรมดาจะเชี่ยวชาญคำศัพท์ทางกายภาพนี้?

เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ (LHC) เป็นสถานที่สำหรับนักฟิสิกส์ในการทดลองกับอนุภาคมูลฐาน ตามสูตรดังกล่าว LHC เป็นตัวเร่งอนุภาคที่มีประจุโดยใช้คานที่ชนกัน ซึ่งออกแบบมาเพื่อเร่งไอออนและโปรตอนหนัก และศึกษาผลจากการชนกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ชนอะตอมแล้วดูว่ามีอะไรออกมาจากอะตอม

ในเวลานี้ นี่คือการติดตั้งทดลองที่ใหญ่ที่สุดในโลก ขนาดของสถานที่จัดนี้สามารถเทียบได้กับเมืองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเกือบ 27 กิโลเมตร ซึ่งอยู่ที่ระดับความลึกหนึ่งร้อยเมตร การติดตั้งนี้ตั้งอยู่ใกล้กับกรุงเจนีวา และใช้ทุนสร้าง 10,000 ล้านดอลลาร์

ภารกิจหลักอย่างหนึ่งของการติดตั้ง LHC (ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ) คือการค้นหาฮิกส์โบซอน พูดง่ายๆ ก็คือนี่เป็นความพยายามที่จะค้นหาอนุภาคที่ทำให้เกิดการมีอยู่ของมวล

ควบคู่ไปกับสิ่งนี้ การทดลองค้นหากำลังดำเนินการที่คอลไลเดอร์:

— อนุภาคที่อยู่นอก “แบบจำลองมาตรฐาน”

— โมโนโพลแม่เหล็ก (อนุภาคที่มีสนามแม่เหล็ก)

— นอกจากนี้ การศึกษาแรงโน้มถ่วงควอนตัมและการศึกษาหลุมด้วยกล้องจุลทรรศน์ยังอยู่ระหว่างดำเนินการ

พวกนี้ "หลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์"และอย่าให้ความสงบสุขแก่คนเป็นอันมาก ยิ่งไปกว่านั้น ไม่เพียงแต่ผู้ที่คุ้นเคยกับฟิสิกส์จบที่โรงเรียนเท่านั้นที่เป็นกังวล แต่ยังรวมถึงผู้ที่เรียนต่อในระดับมืออาชีพด้วย

ทุกคนรู้จักหลุมดำขนาดไหน ทั้งจากโรงเรียนและจากเรื่องราวและภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์ หลายคน (รวมทั้งนักวิทยาศาสตร์) กังวลว่าการทดลองดังกล่าว ซึ่งบางการทดลองออกแบบมาเพื่อพยายามสร้าง "บิ๊กแบง" ขึ้นมาใหม่ (หลังจากนั้นตามทฤษฎี จักรวาลก็เกิดขึ้น) จะนำไปสู่การล่มสลายของโลกทั้งใบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าไม่มีอันตรายจากการทดลองและการทดลองเหล่านี้ แต่มีข้อเท็จจริงอีกประการหนึ่งที่ผู้ทรงคุณวุฒิด้านวิทยาศาสตร์ไม่เคยคำนึงถึง เรากำลังพูดถึงอาวุธ

นักวิทยาศาสตร์ทั่วไปทุกคน ที่ทำการค้นพบหรือประดิษฐ์บางสิ่งบางอย่าง ทำเพื่อจุดประสงค์สองประการ เป้าหมายแรกคือการช่วยให้โลกมีชีวิตที่ดีขึ้น และเป้าหมายที่สอง ซึ่งมีมนุษยธรรมน้อยลง แต่เป็นมนุษย์ คือการมีชื่อเสียง

แต่ด้วยเหตุผลบางอย่าง สิ่งประดิษฐ์ทั้งหมด (โดยไม่มีการพูดเกินจริง) เกิดขึ้นในการสร้างเครื่องมือสำหรับการฆ่ามนุษยชาติและนักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง แม้แต่การค้นพบที่กลายเป็นเรื่องปกติสำหรับเรา (วิทยุ เครื่องยนต์กล โทรทัศน์ดาวเทียม ฯลฯ) ไม่ต้องพูดถึงพลังงานปรมาณู ก็ยังเข้ามาแทนที่ในอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศอย่างมั่นคง

ในปี 2559 ในภูมิภาคมอสโกพวกเขาวางแผนที่จะเปิดตัวการติดตั้งที่คล้ายกับ European LHC- แต่สถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งของรัสเซีย ต่างจาก “พี่ใหญ่” ของมัน จะต้องสร้าง “บิ๊กแบง” ขึ้นมาใหม่ในระดับเล็ก ๆ

และใครจะรับประกันว่ามอสโกที่อยู่ใกล้เคียง (และโลกด้วย) จะไม่กลายเป็นต้นกำเนิดของ "หลุมดำ" แห่งใหม่ในจักรวาลอันกว้างใหญ่?

เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ทำงานอย่างไร

เครื่องเร่ง LHC จะทำงานโดยขึ้นอยู่กับผลของความเป็นตัวนำยิ่งยวด เช่น ความสามารถของวัสดุบางชนิดในการนำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานหรือการสูญเสียพลังงาน โดยปกติจะใช้ที่อุณหภูมิต่ำมาก เพื่อให้ลำแสงอนุภาคอยู่บนรางวงกลม จึงจำเป็นต้องมีสนามแม่เหล็กที่มีกำลังแรงมากกว่าสนามแม่เหล็กที่เคยใช้ในเครื่องเร่งอนุภาคของ CERN อื่นๆ

Large Hadron Collider ซึ่งเป็นเครื่องเร่งโปรตอนที่สร้างขึ้นในสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส ไม่มีระบบใดในโลกที่คล้ายคลึงกัน โครงสร้างวงแหวนยาว 27 กม. นี้สร้างขึ้นที่ระดับความลึก 100 เมตร

ในนั้นใช้แม่เหล็กไฟฟ้ากำลังสูง 120 ตัวที่อุณหภูมิใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ - ลบ 271.3 องศาเซลเซียส มีการวางแผนที่จะเร่งคานโปรตอนชนให้ใกล้เคียงกับความเร็วแสง (99.9 เปอร์เซ็นต์)อย่างไรก็ตาม ในหลาย ๆ ที่เส้นทางของพวกมันจะตัดกัน ซึ่งจะทำให้โปรตอนชนกัน แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดหลายพันตัวจะนำทางอนุภาคเมื่อมีพลังงานเพียงพอ อนุภาคจะชนกัน ทำให้เกิดแบบจำลองบิกแบงเซ็นเซอร์นับพันตัวจะบันทึกช่วงเวลาของการชนกัน ผลที่ตามมาจากการชนของโปรตอนจะกลายเป็นประเด็นหลักของการศึกษาโลก - http://dipland.ru /ไซเบอร์เนติกส์/Large_andron_collider_92988]

ข้อมูลจำเพาะ

เครื่องเร่งความเร็วควรจะชนโปรตอนด้วยพลังงานรวม 14 TeV (นั่นคือ 14 เทราอิเล็กตรอน-โวลต์ หรือ 14·1,012 อิเล็คตรอนโวลต์) นิ้วศูนย์กลางของระบบมวล อนุภาคที่ตกกระทบ เช่นเดียวกับนิวเคลียสตะกั่ว ด้วยพลังงาน 5 GeV (5,109 อิเล็กตรอนโวลต์) ต่อการชนแต่ละคู่นิวเคลียส เมื่อต้นปี 2553 LHC ได้แซงหน้าเจ้าของสถิติเดิมเล็กน้อยในด้านพลังงานโปรตอน - ตัวชนโปรตอน-แอนติโปรตอนเทวาตรอน ซึ่งทำงานมาจนถึงสิ้นปี 2554ห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วแห่งชาติ เอนริโก เฟอร์มี(สหรัฐอเมริกา - แม้ว่าการติดตั้งอุปกรณ์จะดำเนินการมาหลายปีแล้วและยังไม่แล้วเสร็จ แต่ LHC ก็ได้กลายเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่มีพลังงานสูงที่สุดในโลกไปแล้ว ซึ่งเกินกว่าพลังงานของผู้ชนรายอื่นตามลำดับความสำคัญ รวมถึง เครื่องชนไอออนหนักเชิงสัมพัทธภาพ RHIC ดำเนินงานใน ห้องปฏิบัติการบรูคเฮเวน(สหรัฐอเมริกา).

เครื่องตรวจจับ

LHC มีตัวตรวจจับหลัก 4 ตัวและตัวตรวจจับเสริม 3 ตัว:

· อลิซ (การทดลองเครื่องชนไอออนขนาดใหญ่)

ATLAS (อุปกรณ์ LHC แบบ Toroidal)

CMS (โซลินอยด์มิวออนขนาดกะทัดรัด)

LHCb (การทดลองความงามด้วยเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่)

โทเท็ม (การวัดภาคตัดขวางแบบยืดหยุ่นและการเลี้ยวเบนของ TOTAL)

LHCf (เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ไปข้างหน้า)

โมดัล (เครื่องตรวจจับโมโนโพลและเอ็กโซติกส์ที่ LHC)

ATLAS, CMS, ALICE, LHCb เป็นเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่รอบๆ จุดชนของลำแสง เครื่องตรวจจับ TOTEM และ LHCf เป็นตัวเสริม ซึ่งอยู่ห่างจากจุดตัดลำแสงหลายสิบเมตรที่เครื่องตรวจจับ CMS และ ATLAS ครอบครองตามลำดับ และจะใช้ร่วมกับเครื่องตรวจจับหลัก

เครื่องตรวจจับซีเอ็มเอส

เครื่องตรวจจับ ATLAS และ CMS เป็นเครื่องตรวจจับวัตถุประสงค์ทั่วไปที่ออกแบบมาเพื่อค้นหาฮิกส์โบซอนและ "ฟิสิกส์ที่ไม่ได้มาตรฐาน" โดยเฉพาะสสารมืด , ALICE - เพื่อการศึกษาพลาสมาควาร์ก-กลูออน ในการชนกันของไอออนตะกั่วหนัก LHCb - สำหรับการวิจัยทางฟิสิกส์ข-ควาร์ก ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจความแตกต่างระหว่างได้ดียิ่งขึ้นสสารและปฏิสสาร , TOTEM - ออกแบบมาเพื่อศึกษาการกระเจิงของอนุภาคในมุมเล็กๆ เช่น สิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการบินระยะใกล้โดยไม่มีการชนกัน (ที่เรียกว่า อนุภาคไม่ชนกัน อนุภาคไปข้างหน้า) ซึ่งทำให้สามารถวัดขนาดของโปรตอนได้แม่นยำยิ่งขึ้น รวมถึงควบคุมความส่องสว่างของคอลไลเดอร์และสุดท้ายคือ LHCf - เพื่อการวิจัยรังสีคอสมิก จำลองโดยใช้อนุภาคที่ไม่ชนกันเหมือนกัน

ที่เกี่ยวข้องกับงานของ LHC นั้นเป็นรุ่นที่เจ็ดซึ่งค่อนข้างไม่มีนัยสำคัญในแง่ของงบประมาณและความซับซ้อนเครื่องตรวจจับ (การทดลอง) MoEDAL ออกแบบมาเพื่อค้นหาอนุภาคหนักที่เคลื่อนที่ช้าๆ

ในระหว่างการทำงานของเครื่องชนกัน การชนจะเกิดขึ้นพร้อมกันที่จุดตัดกันของคานทั้งสี่จุด โดยไม่คำนึงถึงประเภทของอนุภาคเร่ง (โปรตอนหรือนิวเคลียส) ในกรณีนี้ อุปกรณ์ตรวจจับทั้งหมดจะรวบรวมสถิติพร้อมกัน

การใช้พลังงาน

ในระหว่างการทำงานของชนกัน พลังงานโดยประมาณจะอยู่ที่ 180 Mว - การใช้พลังงานทั้งหมดโดยประมาณเซิร์น สำหรับปี 2552 โดยคำนึงถึงเครื่องชนปฏิบัติการ - 1,000 GWh โดยที่ 700 GWh จะพิจารณาเป็นตัวเร่งความเร็ว ต้นทุนพลังงานเหล่านี้คิดเป็นประมาณ 10% ของการใช้พลังงานทั้งหมดต่อปีมณฑลเจนีวา - CERN เองไม่ได้ผลิตพลังงาน มีเพียงพลังงานสำรองเท่านั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล.[ http://ru.wikipedia.org/wiki/ ]

บางทีในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า อินเทอร์เน็ตอาจทำให้เกิดการบูรณาการคอมพิวเตอร์ระยะไกลแบบใหม่ที่ลึกยิ่งขึ้น ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยให้ถ่ายโอนข้อมูลที่อยู่ในส่วนต่างๆ ของโลกจากระยะไกล แต่ยังใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ระยะไกลโดยอัตโนมัติอีกด้วย จากการเปิดตัว Large Hadron Collider นั้น CERN ได้ทำงานมาหลายปีเพื่อสร้างเครือข่ายดังกล่าว

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าอินเทอร์เน็ต (หรือที่เรียกว่าเว็บ) ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นที่องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) รอบๆ ป้าย "เวิลด์ ไวด์ เว็บ ถูกสร้างขึ้นในทางเดินเหล่านี้" มักจะมีผู้มาชมจำนวนมากอยู่เสมอ ในทางเดินธรรมดาแห่งหนึ่งของอาคาร CERN ธรรมดาในช่วงวันเปิดทำการ ขณะนี้อินเทอร์เน็ตถูกใช้เพื่อตอบสนองความต้องการในทางปฏิบัติของผู้คนทั่วโลก และในตอนแรกมันถูกสร้างขึ้นเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในโครงการเดียวกัน แต่ตั้งอยู่ในส่วนต่างๆ ของโลก สามารถสื่อสารกัน แบ่งปันข้อมูล เผยแพร่ข้อมูล ที่สามารถเข้าถึงได้เพื่อเข้าถึงจากระยะไกล

ระบบ GRID ได้รับการพัฒนาที่ CERN (ในตารางภาษาอังกฤษ - lattice, network) ถือเป็นอีกก้าวหนึ่งซึ่งเป็นก้าวใหม่ในการบูรณาการผู้ใช้คอมพิวเตอร์

ไม่เพียงแต่ทำให้สามารถเผยแพร่ข้อมูลที่อยู่ในที่อื่นบนโลกได้ แต่ยังสามารถใช้ทรัพยากรเครื่องระยะไกลโดยไม่ต้องออกจากที่ของคุณ

แน่นอนว่าคอมพิวเตอร์ธรรมดาไม่ได้มีบทบาทพิเศษในการให้พลังการประมวลผล ดังนั้นขั้นตอนแรกของการรวมระบบคือการเชื่อมต่อของศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของโลก

การสร้างระบบนี้ถูกกระตุ้นโดย Large Hadron Collider แม้ว่า GRID จะถูกใช้สำหรับโฮสต์ของงานอื่นๆ อยู่แล้ว แต่ถ้าไม่มี Collider มันก็จะไม่มีอยู่จริง และในทางกลับกัน หากไม่มี GRID ประมวลผล ผลลัพธ์ของ Collider ก็เป็นไปไม่ได้

คนที่ทำงานในความร่วมมือของ LHC นั้นตั้งอยู่ในส่วนต่างๆ ของโลก เป็นที่ทราบกันดีว่าไม่เพียงแต่ชาวยุโรปเท่านั้นที่ทำงานเกี่ยวกับอุปกรณ์นี้ แต่ยังรวมถึง 20 ประเทศซึ่งเป็นผู้เข้าร่วมอย่างเป็นทางการของ CERN รวมประมาณ 35 ประเทศ ตามทฤษฎี เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานของ LHC มีทางเลือกอื่นนอกเหนือจาก GRID นั่นคือการขยายทรัพยากรคอมพิวเตอร์ของศูนย์คอมพิวเตอร์ CERN แต่ทรัพยากรที่มีอยู่ ณ เวลาที่เกิดปัญหานั้นไม่เพียงพอที่จะจำลองการทำงานของคันเร่ง เก็บข้อมูลจากการทดลอง และประมวลผลทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้น ศูนย์คอมพิวเตอร์จึงต้องได้รับการสร้างใหม่และปรับปรุงใหม่อย่างมีนัยสำคัญ โดยต้องซื้อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเพิ่มขึ้น แต่นี่หมายความว่าเงินทุนทั้งหมดจะกระจุกตัวอยู่ที่ CERN สิ่งนี้ไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับประเทศที่อยู่ห่างไกลจาก CERN แน่นอนว่าพวกเขาไม่สนใจที่จะสนับสนุนทรัพยากรที่อาจใช้งานยากมาก และค่อนข้างมีแนวโน้มที่จะเพิ่มศักยภาพด้านคอมพิวเตอร์และเครื่องจักร ดังนั้นแนวคิดนี้จึงเกิดขึ้นเพื่อใช้ทรัพยากรในที่ที่พวกเขาอยู่

อย่าพยายามรวบรวมทุกสิ่งไว้ในที่เดียว แต่ให้รวมสิ่งที่มีอยู่แล้วในส่วนต่างๆ ของโลกเข้าด้วยกัน