Що таке адронний коллайдер

Фізика

28.01.2022

155

9

0

Опис документу:

Адронний коллайдер - складний прискорювач елементарних частинок. З його допомогою фізикам вдається розігнати протони і важкі іони. Спочатку адронний коллайдер створювався для підтвердження існування, невловимою елементарної частинки, яку фізики часом жартома називають «частинкою Бога». І так, існування цієї частинки було підтверджено експериментально за допомогою коллайдера, а сам її першовідкривач Пітер Хіггс отримав за це Нобелівську премію з фізики в 2013 році.

Перегляд
матеріалу
Отримати код

Що таке адронний коллайдер

По суті адронний коллайдер є складний прискорювач елементарних частинок. З його допомогою фізикам вдається розігнати протони і важкі іони. Спочатку адронний коллайдер створювався для підтвердження існування, невловимою елементарної частинки, яку фізики часом жартома називають «частинкою Бога». І так, існування цієї частинки було підтверджено експериментально за допомогою коллайдера, а сам її першовідкривач Пітер Хіггс отримав за це Нобелівську премію з фізики в 2013 році.

Зрозуміло, одним лише бозоном Хіггса справа не обмежилася, крім нього фізиками були знайдені і деякі інші елементарні частинки. Тепер ви знаєте відповідь на питання, навіщо потрібен адронний коллайдер.

Що являє собою великий адронний коллайдер

Перш за все, слід зазначити, що великий адронний колайдер не виник на порожньому місці, а з'явився як еволюція свого попередника - великого електрон-позитронного коллайдера, що представляє собою 27-ми кілометровий підземний тунель, будівництво якого почалося ще в 1983 році. У 1988 році кільцевої тунель сомкнулся, притому цікаво те, що будівельники підійшли до справи дуже ретельно, настільки, що розбіжність між двома кінцями тунелю становить лише 1 сантиметр.

Так виглядає схема адронного коллайдера.

Електрон-позитронний колайдер пропрацював до 2000 року і за час його роботи у фізиці був зроблений з його допомогою цілий ряд відкриттів, серед яких відкриття W і Z бозонів і їх подальше дослідження.

З 2001 року на місці електрон-позитронного коллайдера розпочалося вже будівництво коллайдера адронного, яке закінчилося в 2007 році.

Де знаходиться адронний коллайдер

Великий адронний коллайдер знаходиться на кордоні Швейцарії і Франції, в долині женевського озера, всього лише в 15 км від самої Женеви. І розташовується він на глибині 100 метрів.

Місце розташування адронного коллайдера.

У 2008 році почалися його перші випробування під патронатом ЦЕРН - Європейської організації з ядерних досліджень, яка на даний момент є найбільшою лабораторією в світі в галузі фізики високих енергій.

Для чого потрібен адронний коллайдер

За допомогою цього гігантського прискорювача елементарних частинок фізики можуть проникати так глибоко всередину матерії, як ніколи раніше. Все це допомагає, як підтверджувати старі наукові гіпотези, так і створювати нові цікаві теорії. Детальне вивчення фізики елементарних частинок допомагає нам наблизитися у пошуках відповідей на питання про будову Всесвіту, про те, як вона зародилася.

Глибоке занурення в мікросвіт дозволяє відкрити революційно нові просторово-часові теорії, і як знати, може бути, навіть вдасться проникнути в таємницю часу, цього четвертого виміру нашого світу.

Як працює адронний коллайдер

Тепер давайте опишемо, як власне працює великий адронний коллайдер. Про засади його роботи говорить назва, так як саме слово «коллайдер» з англійської перекладається як «той, хто зіштовхує». Головне його завдання - влаштувати зіткнення елементарних частинок. Причому частки в колайдері літають (і стикаються) на швидкостях, близьких до швидкостей світла. Результати зіткнень частинок фіксують чотири основних великих детектора: ATLAS, CMS, ALICE і LHCb і безліч допоміжних детекторів.

Більш детально принцип роботи адронного коллайдера описаний в цьому цікаво відео.

Небезпека адронного коллайдера

В цілому людям властиво бояться речей, які вони не розуміють. Саме це ілюструє ставлення до адронного коллайдера і різні побоювання, з ним пов'язані. Найрадикальніші з них, висловлювалися, що в разі можливого вибуху адронного коллайдера може загинути, не багато, багато, а все людство разом з планетою Землею, яку поглине утворилася після вибуху. Зрозуміло, перші ж досліди показали, що подібні побоювання не більше ніж дитяча страшилка.

А ось деякі серйозні побоювання щодо роботи коллайдера були висловлені нещодавно померлим англійським вченим Стівеном Хокінгом. Причому побоювання Хокінга пов'язані не стільки з самим колайдером, скільки з отриманим з його допомогою бозоном Хіггса. На думку вченого цей бозон є вкрай не стабільним матеріалом і в результаті певного збігу обставин може призвести до розпаду вакууму і повного зникнення таких понять як простір і час. Але не все так страшно, так згідно Хокингу, для того, щоб сталося щось подібне необхідний коллайдер завбільшки з цілу планету.


Цього року вчені планують відтворити в ядерній лабораторії ті далекі первозданні умови, коли ще не було протонів і нейтронів, а існувала суцільна кварк-глюонна плазма. Іншими словами, дослідники сподіваються побачити світ елементарних частинок в тому вигляді, яким він був за все через частки мікросекунд після Великого вибуху, тобто після утворення Всесвіту. Програма називається «Як все почалося». Крім того, вже більше 30 років в науковому світі шикуються теорії, що пояснюють наявність маси у елементарних частинок. Одна з них передбачає існування бозона Хіггса. Цю елементарну частинку називають ще божественної. Як сказав один із співробітників ЦЕРН, «зловивши сліди Хіггс-бозона, я прийду до власної бабусі і скажу: подивись-но, будь ласка, - з-за цієї маленької штучки у тебе стільки зайвих кілограмів». Але експериментально існування бозона поки не підтверджено: всі надії - на прискорювач LHC.

Великий адронний коллайдер - прискорювач частинок, завдяки якому фізики зможуть проникнути так глибоко всередину матерії, як ніколи раніше. Суть робіт на колайдері полягає у вивченні зіткнення двох пучків протонів із сумарною енергією 14 ТеВ на один протон. Ця енергія в мільйони разів більше, ніж енергія, що виділяється в одиничному акті термоядерного синтезу. Крім того, будуть проводитися експерименти з ядрами свинцю, що зіштовхуються при енергії 1150 ТеВ.

Прискорювач ВАК забезпечить новий щабель в ряду відкриттів частинок, які почалися століття тому. Тоді вчені ще тільки виявили всілякі види таємничих променів: рентгенівські, катодне випромінювання. Звідки вони виникають, чи однакової природи їх походження і, якщо так, то яка вона?
  Сьогодні ми маємо відповіді на питання, що дозволяють набагато краще зрозуміти походження Всесвіту. Однак на самому початку XXI століття перед нами стоять нові питання, відповіді на які вчені сподіваються отримати за допомогою прискорювача ВАК. І хто знає, розвиток яких нових областей людських знань спричинять майбутні дослідження. А поки ж наші знання про Всесвіт недостатні.

Коментує член-кореспондент РАН з Інституту фізики високих енергій Сергій Денисов:
  - У цьому колайдері бере участь багато російських фізиків, які пов'язують певні надії з відкриттями, які можуть там статися. Основна подія, яке може статися - це відкриття так званої гіпотетичної частинки Хіггса (Пітер Хіггс - видатний шотландський фізик.). Роль цієї частки надзвичайно важлива. Вона відповідальна за освіту маси інших елементарних частинок. Якщо таку частку відкриють, то це буде найбільшим відкриттям. Воно підтвердило б так звану Стандартну модель, яка зараз широко використовується для опису всіх процесів в мікросвіті. Поки ця частка не буде відкрита, цю модель можна вважати цілком обґрунтованою і підтвердженої. Це, звичайно, найперше, чого вчені очікують від цього коллайдера (LHC).
  Хоча, взагалі кажучи, ніхто не вважає цю Стандартну модель істиною в останній інстанції. І, швидше за все, на думку більшості теоретиків, вона є наближенням або, іноді кажуть, «низькоенергетичним наближенням» до більш Загальної теорії, яка описує світ на відстанях в мільйон разів менших, ніж розмір ядер. Це приблизно як теорія Ньютона є «низькоенергетичним наближенням» до теорії Ейнштейна - теорії відносності. Друге важливе завдання, пов'язана з колайдером - це спробувати перейти за межі цієї самої Стандартної моделі, тобто здійснити перехід до нових просторово-тимчасових інтервалах.

Фізики зможуть зрозуміти, в якому напрямку треба рухатися, щоб побудувати більш красиву і більш Загальну теорію фізики, яка буде еквівалентна таким малим просторово-тимчасових інтервалах. Ті процеси, які там вивчаються, відтворюють по суті процес утворення Всесвіту, як кажуть, «в момент Великого Вибуху». Звичайно, це для тих, хто вірить в цю теорію про те, що Всесвіт створювалася таким чином: вибух, потім процеси при супервисоких енергіях. Обумовлюються подорож у часі може виявитися пов'язаним з цим Великим Вибухом.
  Як би там не було, БАК - це досить серйозне просування в глиб мікросвіту. Тому можуть відкритися зовсім несподівані речі. Скажу одне, що на ВАКу можуть бути відкриті абсолютно нові властивості простору і часу. В якому напрямку вони будуть відкриті - зараз сказати важко. Головне - прориватися далі і далі.

Довідка

Європейська організація ядерних досліджень (ЦЕРН) - найбільший в світі науково-дослідний центр в області фізики частинок. До теперішнього часу число країн-учасниць зросла до 20. Близько 7000 вчених, які представляють 500 наукових центрів та університетів, користуються експериментальними обладнанням ЦЕРН. До речі, в роботі над Великим адронним колайдером брав безпосередню участь і російський Інститут ядерної фізики СО РАН. Наші фахівці зараз зайняті монтажем і тестуванням обладнання, яке розроблено та вироблено в Росії для цього прискорювача. Очікується, що Великий адронний коллайдер буде запущений в травні 2008 року. Як висловився Лін Еванс, глава проекту, прискорювача не вистачає лише однієї деталі - великої червоної кнопки.

Принцип роботи Великого адронного коллайдера

Прискорювач ВАК буде працювати на основі ефекту надпровідності, тобто здатності певних матеріалів проводити електрику без опору або втрати енергії, зазвичай при дуже низьких температурах. Щоб утримати пучок частинок на його кільцевому треку, необхідні більш сильні магнітні поля, ніж ті, які використовувалися раніше в інших прискорювачах ЦЕРН.

Великий адронний коллайдер - прискорювач протонів, побудований на території Швейцарії і Франції, не має аналогів в світі. Ця кільцева конструкція протяжністю 27 км споруджена на 100-метровій глибині.

У ній за допомогою 120 потужних електромагнітів при температурі, близькій до абсолютного нуля - мінус 271,3 градуса за Цельсієм, передбачається розігнати до близької до світлової швидкості (99,9 відсотків) зустрічні пучки протонів.Однак в ряді місць їх маршрути перетнуться, що дозволить протонам стикатися. Направляти частки будуть кілька тисяч надпровідних магнітів.Коли енергії буде достатньо, частинки зіткнуться, тим самим вчені створять модель Великого вибуху.Тисячі датчиків фіксуватимуть моменти зіткнення. Наслідки зіткнення протонів і стане головним предметом вивчення світу. [http://dipland.ru / Кібернетика / Большой_андронний_коллайдер_92988]

Технічні характеристики

У прискорювачі передбачається зіштовхувати протони з сумарною енергією 14 ТеВ (тобто 14 тераелектронвольт   або 14 · 1012 електронвольт) всистемі центру мас   налітають частинок, а також ядрасвинцю   з енергією 5 ГеВ (5 · 109електронвольт) на кожну пару зіштовхуютьсянуклонів. На початок 2010 року   БАК вже кілька перевершив по енергії протонів попереднього рекордсмена - протон-антипротонний коллайдерТеватрон , Який до кінця 2011 року працював вНаціональної прискорювальної лабораторії ім. Енріко Фермі    (США ). Незважаючи на те, що налагодження устаткування розтягується на роки і ще не завершена, БАК вже став самим високоенергічних прискорювачем елементарних частинок у світі, на порядок перевершуючи по енергії інші колайдери, в тому числі і релятивістський коллайдер важких іонівRHIC, що працює в Брукхейвенської лабораторії    (США).

детектори

На ВАК працюють 4 основних і 3 допоміжних детектора:

· ALICE   (A Large Ion Collider Experiment)

  ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS)

  CMS (Compact Muon Solenoid)

  LHCb   (The Large Hadron Collider beauty experiment)

  TOTEM   (TOTal Elastic and diffractive cross section Measurement)

  LHCf   (The Large Hadron Collider forward)

  MoEDAL   (Monopole and Exotics Detector At the LHC).

ATLAS, CMS, ALICE, LHCb - великі детектори, розташовані навколо точок зіткнення пучків. Детектори TOTEM і LHCf - допоміжні, знаходяться на відстані в кілька десятків метрів від точок перетину пучків, займаних детекторами CMS і ATLAS відповідно, і будуть використовуватися попутно з основними.

детектор CMS

Детектори ATLAS і CMS - детектори загального призначення, призначені для пошуку бозона Хіггса і «нестандартної фізики», зокрематемної матерії , ALICE - для вивченнякварк-глюонної плазми   в зіткненнях важких іонів свинцю, LHCb - для дослідження фізикиb   кварка , Що дозволить краще зрозуміти відмінності міжматерією і антиматерією , TOTEM - призначений для вивчення розсіювання частинок на малі кути, таких що відбувається при близьких прольотах без зіткнень (так звані несталківающіеся частки, forward particles), що дозволяє точніше виміряти розмір протонів, а також контролювати світність коллайдера, і, нарешті, LHCf - для дослідженнякосмічних променів , Модельованих за допомогою тих же несталківающіхся частинок.

З роботою ВАК пов'язаний також сьомий, зовсім незначний в плані бюджету і складності, детектор (експеримент) MoEDAL, призначений для пошуку повільно рухаються важких частинок.

Під час роботи коллайдера зіткнення проводяться одночасно у всіх чотирьох точках перетину пучків, незалежно від типу прискорених частинок (протони або ядра). При цьому всі детектори одночасно набирають статистику.

Споживання енергії

Під час роботи коллайдера розрахункове споживання енергії складе 180 МВт . Можливі енерговитрати за всеЦЕРН   на 2009 рік з урахуванням працюючого коллайдера - 1000 ГВт · год, з яких 700 ГВт · год доведеться на частку прискорювача. Ці енерговитрати - близько 10% від сумарного річного енергоспоживаннякантону Женева . Сам ЦЕРН не виробляє енергію, маючи лише резервнідизельні генератори   . [Http://ru.wikipedia.org/wiki/]

Можливо, через якісь кілька років інтернет поступиться місцем новій, більш глибокої інтеграції віддалених комп'ютерів, що дозволяє не тільки віддалено передавати інформацію, локалізовану в різних кінцях світу, але і автоматично використовувати віддалені обчислювальні ресурси. У зв'язку з запуском Великого адронного коллайдера CERN вже кілька років працює над створенням такої мережі.

Те, що інтернет (або те, що позначається терміном web) був винайдений в Європейській організації ядерних досліджень (CERN), давно вже стало хрестоматійним фактом. Навколо таблички «У цих коридорах була створена всесвітня мережа» в одному зі звичайних коридорів звичайного будинку CERN під час дня відкритих дверей завжди товпляться роззяви. Зараз інтернет використовують для своїх практичних потреб люди по всьому світу, а спочатку він був створений для того, щоб вчені, що працюють на одному проекті, але знаходяться в різних кінцях планети, могли спілкуватися між собою, ділитися даними, публікувати інформацію, до якої можна було б отримати доступ віддалено.

Розробляється в CERN система GRID (По-англійськи grid - решітка, мережа) - це ще один крок вперед, нова ступінь інтеграції користувачів комп'ютерів.

Він дає не тільки можливість публікувати дані, які знаходяться десь в іншій точці планети, але і використовувати віддалені машинні ресурси, не сходячи зі свого місця.

Звичайно, звичайні комп'ютери не грають особливої \u200b\u200bролі в забезпеченні обчислювальних потужностей, тому перший етап інтеграції - це з'єднання світових суперкомп'ютерних центрів.

Створення цієї системи спровокував Великий адронний коллайдер. Хоча вже зараз GRID використовується для маси інших завдань, без коллайдера його б не було, і навпаки, без GRID обробка результатів коллайдера неможлива.

Карта серверів GRID //

Люди, які працюють в колабораціях БАК, знаходяться в різних кінцях планети. Відомо, що над цим приладом працюють не тільки європейці, а й всі 20 країн - офіційних учасниць CERN, всього ж близько 35 країн. Теоретично для забезпечення роботи ВАК існувала альтернатива GRID - розширення власних обчислювальних ресурсів комп'ютерного центру CERN. Але тих ресурсів, що були на момент постановки задачі, було абсолютно недостатньо для моделювання роботи прискорювача, зберігання інформації його експериментів і її наукового опрацювання. Тому комп'ютерний центр потрібно було б дуже значно перебудовувати і модернізувати, закуповувати більше комп'ютерів і засобів для зберігання даних. Але це б означало, що все фінансування буде зосереджено в CERN. Це було не дуже прийнятно для країн, що знаходяться далеко від CERN. Звичайно, вони не були зацікавлені в спонсорування ресурсів, якими дуже складно буде скористатися і швидше схильні були нарощувати свій обчислювальний, машинний потенціал. Тому народилася ідея використовувати ресурси там, де вони знаходяться.

Не намагатися все зосередити в одному місці, а об'єднати те, що вже є в різних куточках планети.

Визначення великого адронного коллайдера звучить так: БАК є прискорювачем заряджених частинок, і створений він з метою розгону важких іонів і протонів свинцю, і дослідження тих процесів, які відбуваються при їх зіткненні. Але навіщо це потрібно? Таїть чи в собі це якусь небезпеку? У цій статті ми і будемо відповідати на ці питання, і спробуємо зрозуміти, навіщо потрібен великий адронний коллайдер.

Що собою являє БАК

Великий адронний коллайдер - це величезний тунель кільцеподібної форми. Він схожий на велику трубу, яка розганяє частки. Знаходиться БАК під територією Швейцарії і Франції, на глибині 100 метрів. Вчені всього світу брали участь в його створенні.

Мета його споруди:

  • Знайти бозон Хіггса. Це механізм, який наділяє частки масою.

  • Вивчення кварків - це фундаментальні частинки, які входять до складу адронів. Тому і назва коллайдера «адронний».

Багато хто думає, що ВАК є єдиним прискорювачем в світі. Але це далеко не так. Починаючи з 50-х років 20 століття в світі побудований не один десяток подібних коллайдеров. Але великий адронний коллайдер вважається наймасштабнішим спорудою, довжина його становить 25,5 км. Крім цього, в нього входить ще один прискорювач, менший за розміром.

ЗМІ про ВАК

У ЗМІ, ще з початку створення коллайдера, з'явилася величезна кількість статей про небезпеку і дорожнечі прискорювача. Основна маса людей вважає, що гроші витрачені даремно, вони не можуть зрозуміти, навіщо витрачати стільки коштів і сил на пошуки якоїсь частки.

  • Великий адронний коллайдер не є найдорожчим науковим проектом в історії.

  • Основна мета цієї роботи - бозон Хіггса, для відкриття якого і созданадронний коллайдер. Результати цього відкриття принесуть людству безліч революційних технологій. Адже винахід стільникового телефону теж колись була зустрінута негативно.

Принцип роботи ВАК

Розглянемо, як виглядає робота адронного коллайдера. Він на великих швидкостях зіштовхує пучки частинок, а потім стежить за їх подальшим взаємодією і поведінкою. Як правило, на допоміжному кільці спочатку розганяється один пучок частинок, а вже після цього він відправляється в кільце основне.

Всередині коллайдера частки утримують безліч найсильніших магнітів. Так як зіткнення частинок відбувається за частки секунди, то їх переміщення фіксують високоточні прилади.

Організацією, яка здійснює роботу коллайдера, є ЦЕРН. Саме вона, 4 липня 2012 року, після величезних грошових вкладень і праць, офіційно оголосила про те, що бозон Хіггса таки знайдений.

Навіщо БАК потрібен

Тепер необхідно зрозуміти, що ж дає ВАК звичайним людям, навіщо адронний коллайдер потрібен.

Відкриття, пов'язані з бозоном Хіггса і вивчення кварків, можуть привести в перспективі до нової хвилі науково-технічного прогресу.

  • Грубо кажучи, маса є енергією в стані спокою, а значить, в майбутньому є можливість перетворити матерію в енергію. І, отже, не буде проблем з енергією і з'явиться можливість міжзоряних подорожей.

  • У майбутньому вивчення квантової гравітації дозволить управляти гравітацією.

  • Це дає можливість докладніше вивчити М-теорію, яка стверджує, що в світобудову входить 11 вимірювань. Це вивчення дозволить глибше зрозуміти будову Всесвіту.

Про надуманою небезпеки адронного коллайдера

Як правило, люди бояться всього нового. Побоювання у них викликає і адронний коллайдер. Небезпека ж його надумана і розпалюється в ЗМІ людьми, які не мають природно-наукової освіти.

  • У БАК стикаються адрони, а не бозони, як пишуть деякі журналісти, лякаючи людей.

  • Подібні прилади працюють вже багато десятиліть і приносять не шкоду, а користь науці.

  • Припущення про зіткнення протонів з високими енергіями, в результаті яких можуть виникнути чорні діри, спростовується квантової теорії гравітації.

  • В чорну діру може коллапсировать тільки зірка в 3 рази важче сонця. Так як в сонячній системі таких мас немає, то і чорній дірі нізвідки виникнути.

  • Через тієї глибини, на якій знаходиться коллайдер під землею, його випромінювання не є небезпечним.

Ми дізналися, що таке ВАК і для чого потрібен адронний коллайдер і зрозуміли, що побоюватися його не варто, а краще чекати відкриттів, які обіцяють нам великий технічний прогрес.

Ще кілька років тому я поняття не мав що таке адронні колайдери, Бозон Хіггса і для чого тисячі вчених усього світу трудяться в величезному фізичному кампусі на кордоні Швейцарії і Франції, закопуючи в землю мільярди доларів.
  Потім для мене, як і багатьох інших мешканців планети, стали звичними вираз Великий Адронний Коллайдер, знання про які стикаються в ньому на швидкості світла елементарних частинках і про одне з найбільших відкриттів останнього часу - бозон Хіггса.

І ось, в середині червня мені випала нагода на власні очі побачити те, про що стільки говорять і про що бродить стільки суперечливих чуток.
Це була не просто коротка екскурсія, а повноцінний день, проведений в найбільшій в світі лабораторії ядерної фізики - Церні. Тут нам вдалося і поспілкуватися з самими вченими-фізиками, і побачити масу цікавого в цьому науковому кампусі, спуститися у святая-святих - Великий Адронний Коллайдер (а адже коли він запущений і в ньому проводяться випробування, будь-якої доступ ззовні до нього неможливий) , побувати на заводі з виробництва гігантських магнітів для коллайдера, в центрі Atlas, де вчені проводять аналіз даних, отриманих в колайдері, потайки побувати в новітньому споруджуваному лінійному колайдері і навіть, майже як у квесті, практично пройти по тернистому шляху елементарної частинки, від кінця до початку. І побачити, звідки ж все починається ...
  Але про все це в окремих постах. Сьогодні просто Великий Адронний Коллайдер.
  Якщо це можна назвати просто мій мозок відмовляється зрозуміти, ЯК таке можна було спочатку придумати, а потім побудувати.

2. Багато років тому ця картинка стала всесвітньо відомою. Багато хто вважає, що це і є Великий Адронний в розрізі. Насправді, це розріз одного з найбільших детекторів - CMS. Його діаметр становить близько 15 метрів. Це не найбільший детектор. Діаметр Atlas-а близько 22 метрів.

3. Щоб приблизно розуміти, що це взагалі таке і наскільки коллайдер великий, подивимося на супутникову карту.
  Це передмісті Женеви, зовсім недалеко від Женевського озера. Саме тут базується величезний кампус ЦЕРНу, про який я окремо розповім трохи пізніше, і під землею на різних глибинах розташовується купа коллайдеров. Так Так. Він не один. Їх десяток. Великий Адронний просто вінчає цю структуру, образно кажучи, завершуючи ланцюжок коллайдеров, за якими розганяють елементарні частинки. Про це теж я розповім окремо, пройшовши разом з часткою від Великого (LHC) до самого першого, лінійного Linac.
  Діаметр кільця LHC становить майже 27 кілометрів і він залягає на глибині трохи більше 100 метрів (на малюнку найбільше кільце).
  У LHC є чотири детектори - Alice, Atlas, LHCb і CMS. Ми спускалися до детектора CMS.

4. Крім цих чотирьох детекторів, все інше простір під землею вдає із себе тунель, в якому розташовується безперервна кишка з ось таких синіх сегментів. Це магніти. Гігантські магніти, в яких створюється божевільне магнітне поле, в якому і рухаються зі швидкістю світла елементарні частинки.
  Всього їх 1734.

5. Усередині магніт являє з себе ось таку складну структуру. Тут маса всього, але найголовніше - це дві порожнисті трубки всередині, в яких літають протонні пучки.
  У чотирьох місцях (в тих самих детекторах) ці трубки перетинаються і протонні пучки стикаються. У тих місцях, де вони стикаються, протони розлітаються на різні частки, що і фіксують детектори.
  Це якщо коротко говорити про те, що це за нісенітниця і як вона працює.

6. Отже, 14 червня, ранок, ЦЕРН. Ми приїжджаємо до малопомітного парканчик з воротами і невеликим будинком на території.
  Це вхід в один з чотирьох детекторів Великого адронного коллайдера - CMS.
  Тут я хочу трохи зупинитися, щоб розповісти про те, як нам взагалі вдалося сюди потрапити і завдяки кому.
  А всьому «винна» Андрій, наша людина, який працює в ЦЕРНі, і завдяки якому наше відвідування було не якийсь короткою нудною екскурсією, а неймовірно цікавим і наповненим величезною кількістю інформації.
  Андрій (він в зеленій футболці) ніколи не проти гостей і завжди радий сприяти відвіданню цієї Мекки ядерної фізики.
  Знаєте, що цікаво? Це пропускний режим в колайдері і в ЦЕРНі взагалі.
  Так, все по магнітній картці, але ... співробітник по своєму пропуску має доступ на 95% території і об'єктів.
  І тільки ті, де підвищений рівень радіаційної небезпеки, потрібен спеціальний доступ - це всередину самого коллайдера.
  А так - без проблем співробітники пересуваються по території.
  На хвилиночку - тут вкладено мільярди доларів і маса самого неймовірного обладнання.
  І тут же я згадую якісь занедбані об'єкти в Криму, де все давно нафіг вирізане, але, тим не менше, все мегасекретно, знімати ні в якому разі не можна, і об'єкт казна який стратегічний.
  Просто тут люди адекватно думають головою.

7. Так виглядає територія CMS. Ніяких тобі понтів у зовнішній обробці і супер-тачок на парковці. Але ж можуть собі дозволити. Просто нема чого.

8. ЦЕРН, як провідний світовий науковий центр в галузі фізики, використовує кілька різних напрямків в частині піару. Один з них - так зване «Tree».
  В його рамках запрошуються шкільні вчителі з фізики з різних країн і міст. Їм тут показують і розповідають. Потім вчителі повертаються в свої школи і розповідають про побачене учням. Якась кількість учнів, надихнувшись розповіддю, починають з великим інтересом займатися фізикою, потім йдуть до ВНЗ на фізичні спеціальності і в майбутньому, можливо, навіть потраплять сюди працювати.
Але поки діти ще вчаться в школі, у них теж є можливість побувати в ЦЕРНі і, звичайно ж, спуститися в Великий Адронний Коллайдер.
  Декілька разів на місяць тут проводяться спеціальні «дні відкритих дверей» для обдарованих дітей з різних країн, закоханих в фізику.
  Їх відбирають ті самі вчителі, які були в основі цього дерева і подають пропозиції в офіс ЦЕРНу в Швейцарії.
  Так співпало, що в день, коли ми приїхали побачити Великий Адронний Коллайдер, сюди приїхала одна з таких груп з України - діти, вихованці Малої Академії Наук, які пройшли складний конкурс. Разом з ними ми спустилися на 100-метрову глибину, в саме серце Коллайдера.

9. Слава з нашими бейджами-пропусками.
  Обов'язкові елементи працюють тут фізиків - шолом з ліхтарем і черевики з металевою пластиною на шкарпетці (щоб при падінні вантажу уберегти пальці ніг)

10. Обдаровані діти, захоплені фізикою. Через кілька хвилин збудеться їх місця - вони спустяться в Великий Адронний Коллайдер

11. Робочі грають в доміно відпочивають перед черговою зміною під землею

12. Контрольно-керуючий центр CMS. Сюди стікаються первинні дані від основних датчиків, що характеризують функціонування системи.
  Під час роботи коллайдера, тут цілодобово працює команда з 8 чоловік.

13. Потрібно сказати, що в даний момент Великий Адронний зупинений на два роки для виконання програми ремонту та модернізації коллайдера.
  Справа в тому, що 4 роки тому на ньому сталася аварія, після якої колайдер так і не працював на повну потужність (про аварію я розповім в наступному пості).
  Після модернізації, яка закінчиться в 2014 році, він повинен працювати на ще більшої потужності.
  Якби коллайдер зараз працював, побувати в ньому нам би точно не вдалося

14. На спеціальному технічному ліфті ми спускаємося на глибину понад 100 метрів, де розташований Коллайдер.
  Ліфт є єдиним засобом порятунку персоналу в разі надзвичайної ситуації, тому що сходів тут немає. Тобто це найбезпечніше місце в CMS.
  За інструкцією, в разі тривоги, весь персонал повинен негайно направлятися до ліфта.
  Тут створюється надлишкової тиск, щоб в разі задимлення дим не потрапив всередину і люди не отримали отруєння.

15. Борис переживає, щоб не було задимлення

16. На глибині. Тут все пронизане комунікаціями

17. Нескінченні кілометри проводів і кабелів для передачі даних

18. Тут величезна кількість труб. Так звана кріогеніка. Справа в тому, що всередині магнітів для охолодження використовується гелій. Також необхідно охолодження інших систем, а також гідравліка.

19. У залах обробки даних, розташованих в детекторі розташований знаходиться величезна кількість серверів.
  Вони об'єднані в так звані тригери неймовірною продуктивності.
  Наприклад, перший тригер за 3 мілісекунди з 40 000 000 подій повинен відібрати близько 400 і передати їх на другий тригер - вищого рівня.

Більше інформації на сайті https://gk-mebel.ru/uk/poly/bak-bolshoi-adronnyi-kollaider-zachem-adronnyi-kollaider.html

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.