Daugelis paprastų žmonių planetoje užduoda sau klausimą, kodėl jiems reikalingas didelis hadronų susidūrimas. Nesuprantamas daugeliui mokslinių tyrimų, kurie išleido daug milijardų eurų, sukelia nerimą ir nuogąstavimą.
Gal tai visai ne tyrimas, o laiko mašinos ar portalo, skirto svetimoms būtybėms teleportuoti, kuris gali pakeisti žmonijos likimą, prototipas? Gandai yra patys fantastiškiausi ir baisiausi. Straipsnyje pabandysime išsiaiškinti, kas yra hadronų susidūriklis ir kodėl jis buvo sukurtas.
Ambicingas žmonijos projektas
„Large Hadron Collider“ šiandien yra galingiausias dalelių greitintuvas planetoje. Jis įsikūręs ant Šveicarijos ir Prancūzijos sienos. Tiksliau, po juo: 100 metrų gylyje yra žiedinis greitintuvo tunelis, kurio ilgis yra beveik 27 kilometrai. Daugiau nei 10 milijardų JAV dolerių vertės bandymų aikštelės savininkas yra Europos branduolinių tyrimų centras.
Didžiuliai ištekliai ir tūkstančiai branduolinių fizikų užsiima protonų ir sunkiųjų švino jonų pagreitėjimu arti šviesos greičio įvairiomis kryptimis, po kurio jie susiduria vienas su kitu. Tiesioginės sąveikos rezultatai yra kruopščiai tiriami.
Pasiūlymas sukurti naują dalelių greitintuvą buvo pateiktas 1984 m. Dešimt metų buvo diskutuojama apie tai, kas bus hadrono susidūrimas, kodėl reikalingas toks plataus masto tyrimų projektas. Tik aptarus techninio sprendimo ypatybes ir reikiamus diegimo parametrus, projektas buvo patvirtintas. Statyba buvo pradėta tik 2001 m., Požeminėms komunikacijoms paskirstyti buvusiam elementariųjų dalelių greitintuvui - dideliam elektronų-pozitronų susidūrėjui.
Kodėl mums reikalingas didelis hadronų susidūrėjas
Elementariųjų dalelių sąveika aprašoma skirtingai. Reliatyvumo teorija prieštarauja kvantinio lauko teorijai. Trūkstama grandis ieškant vieningo požiūrio į elementariųjų dalelių struktūrą yra negalėjimas sukurti kvantinės gravitacijos teorijos. Štai kodėl reikalingas didelės galios hadronų susidūrėjas.
Bendra dalelių susidūrimo energija yra 14 teraelektronvoltų, todėl prietaisas yra daug galingesnis greitintuvas nei visi dabartiniai pasaulyje. Atlikę eksperimentus, kurie anksčiau buvo neįmanomi dėl techninių priežasčių, mokslininkai greičiausiai sugebės dokumentais patvirtinti arba paneigti esamas mikropasaulio teorijas.
Kvarko-gluono plazmos, susidarančios švino branduolių susidūrimo metu, tyrimas leis mums sukurti sudėtingesnę stiprios sąveikos teoriją, galinčią radikaliai pakeisti branduolio fiziką ir žvaigždžių erdvės pažinimo metodus.
Higso bozonas
Dar 1960 m. Fizikas iš Škotijos Peteris Higgsas sukūrė Higso lauko teoriją, pagal kurią į šį lauką patenkančios dalelės patiria kvantinį poveikį, kuris fiziniame pasaulyje gali būti stebimas kaip objekto masė.
Jei eksperimentų metu įmanoma patvirtinti Škotijos branduolinio fiziko teoriją ir rasti Higso bozoną (kvantą), tada šis įvykis gali tapti nauju atspirties tašku Žemės gyventojų raidai.
O gravitaciją kontroliuojančio asmens atvertos galimybės smarkiai viršys visas matomas technologinės pažangos plėtros perspektyvas. Be to, pažengusiems mokslininkams svarbesnis ne Higgso bozono buvimas, o elektrinio sklidimo simetrijos laužymo procesas.
Kaip jis dirba
Tam, kad eksperimentinės dalelės pasiektų paviršiui neįmanomą greitį, kuris yra beveik lygus šviesos greičiui vakuume, jos pagreitinamos palaipsniui, kiekvieną kartą didinant energiją.
Pirmiausia linijiniai greitintuvai suleidžia švino jonus ir protonus, kurie po to yra laipsniškai pagreitinami. Dalelės per stiprintuvą patenka į protonų sinchrotroną, kur jos gauna 28 GeV krūvį.
Kitame etape dalelės patenka į superinkrotroną, kur jų krūvio energija padidėja iki 450 GeV. Pasiekę tokius rodiklius, dalelės patenka į pagrindinį kelių kilometrų žiedą, kur specialiai įrengtose susidūrimo vietose detektoriai išsamiai fiksuoja smūgio momentą.
Be detektorių, galinčių aptikti visus susidūrimo procesus, protonų kekėmis greitintuve laikyti naudojami 1625 magnetai, turintys superlaidumą. Bendras jų ilgis viršija 22 kilometrus. Speciali kriogeninė kamera palaiko –271 ° C temperatūrą, kad būtų pasiektas superlaidumo poveikis. Skaičiuojama, kad kiekvieno tokio magneto kaina yra vienas milijonas eurų.
Pabaiga pateisina priemones
Norint atlikti tokius ambicingus eksperimentus, buvo pastatytas galingiausias hadrono susidūrėjas. Kodėl mums reikalingas kelių milijardų dolerių vertės mokslinis projektas, daugelis mokslininkų su neslėptu entuziazmu pasakoja. Tiesa, naujų mokslo atradimų atveju greičiausiai jie bus patikimai klasifikuojami.
Jūs netgi galite tvirtai pasakyti. Tai patvirtina visa civilizacijos istorija. Kai buvo išrastas ratas, atsirado karo vežimai. Jis įvaldė žmonijos metalurgiją - labas, ginklai ir ginklai!
Visi moderniausi įvykiai šiandien tampa išsivysčiusių šalių, bet ne visos žmonijos, karinių-pramoninių kompleksų nuosavybe. Kai mokslininkai išmoko padalinti atomą, kas įvyko pirmiau? Tačiau branduoliniai reaktoriai po šimtų tūkstančių mirčių Japonijoje. Hirosimos gyventojai aiškiai priešinosi rytojaus mokslo pažangai ir paėmė iš jų ir jų vaikus.
Techninis vystymasis atrodo kaip pasityčiojimas iš žmonių, nes jame esantis asmuo greitai virsta silpniausia grandimi. Remiantis evoliucijos teorija, sistema tobulėja ir stiprėja, atsikratant silpnybių. Greitai gali nutikti, kad neturėsime vietos tobulėjančių technologijų pasaulyje. Todėl klausimas „kodėl mums šiuo metu reikalingas didelis hadronų susidūrimas“ iš tikrųjų nėra tuščias smalsumas, nes jį sukelia visos žmonijos likimo baimė.
Klausimai, į kuriuos neatsakoma
Kodėl mums reikia didelio hadronų susidūrimo, jei milijonai žmonių planetoje miršta nuo bado ir nepagydomų, o kartais ir nuo išgydomų ligų? Ar jis padeda įveikti šį blogį? Kodėl mums reikalingas hadrono susidūrimas žmonijai, kuris, tobulėdamas technologijas, per šimtą metų nesugebėjo išmokti sėkmingai kovoti su vėžiu? O gal tiesiog pelningiau teikti brangias medicinos paslaugas, nei rasti būdą pasveikti? Atsižvelgiant į esamą pasaulio tvarką ir etinę raidą, tik nedaugeliui žmonijos atstovų reikia didelio hadronų susidūrimo. Kodėl to reikia visiems planetos gyventojams, vedantiems nepertraukiamą kovą už teisę gyventi pasaulyje, kuriame nėra išpuolių prieš žmogaus gyvybę ir sveikatą? Istorija apie tai nutyli …
Mokslinių kolegų baimė
Yra ir kitų mokslo bendruomenės atstovų, kurie išreiškia rimtą susirūpinimą dėl projekto saugumo. Didelė tikimybė, kad mokslo pasaulis savo eksperimentuose dėl ribotų žinių gali prarasti net visiškai nesuvokiamų procesų kontrolę.
Šis požiūris primena jaunų chemikų laboratorinius eksperimentus - sumaišykite viską ir pažiūrėkite, kas atsitiks. Galutinis pavyzdys gali baigtis sprogimu laboratorijoje. O jei tokia „sėkmė“ užklupo hadrono susidūrimą?
Kodėl mums reikia nepagrįsto pavojaus žemės gyventojams, juo labiau kad eksperimentatoriai negali visiškai užtikrintai pasakyti, kad dalelių susidūrimai, sukeliantys temperatūrą, viršijančią mūsų šviestuvo temperatūrą 100 tūkstančių kartų, nesukels grandinės visos planetos materijos reakcijos ?! Arba jie tiesiog sukels grandininę branduolinę reakciją, galinčią mirtinai sugadinti atostogas Šveicarijos kalnuose ar Prancūzijos Rivjeroje …
