> > > Для чего нужен Большой адронный коллайдер?

 

Автор: Олег Мальцев

Для чего построили Большой адронный коллайдер, какие открытия свершились с помощью него?

Краткое содержание статьи:

 

Каждый человек, независимо от того, интересуется он наукой или нет, наверняка слышал о словосочетание «адронный коллайдер». Однако многие даже примерно не представляют, что делает эта вещь, для чего она нужна и почему считается одним из самых важных открытий мировой физики. В данной статье мы простым и понятным языком расскажем всё, что необходимо знать о самом большом в мире ускорителе частиц.

 

Для чего построили Большой адронный коллайдер?

 

Для чего изначально было нужно это устройство?

Как известно, весь наш мир, всё, что нас окружает, состоит из мельчайших частиц, которые принято называть элементарными. Среди них – электроны, протоны и нейтроны, которые находятся в постоянном движении и взаимодействии друг с другом.

В зависимости от различных факторов особенности их взаимодействия делят на несколько видов:

  1. Электромагнитное;
  2. Гравитационное;
  3. Сильное;
  4. Слабое.

Некоторые из этих видов, а именно первый, третий и четвёртый, объединяются между собой квантовой теорией Стандартной модели. Долгое время она являлась вершиной научной мысли, однако современным учёным этого стало недостаточно. Они решили пойти дальше, и так родилась «теория всего», под которой понимают объединение всех четырёх видов взаимодействий элементарных частиц между собой.

БАК - внешний вид

Поначалу эта идея казалась несбыточной и скорее шуткой, чем реальностью. Но позже исследователи заинтересовались мыслью воплотить её в жизнь. Так началась работа над созданием Большого адронного коллайдера.

В этом видео физик Роман Ульянов расскажет, что может произойти, если в БАК возникнет сбой и начнутся неизвестные современной науке процессы:

 

Как это работает?

Что же представляет собой данная установка? И как она работает?

Чтобы ответить на эти вопросы, для начала расскажем, как выглядит адронный коллайдер и из чего он состоит. Итак, в первую очередь, это огромнейшая машина, которая представляет собой закольцованный тоннель. В длину он достигает 26 659 метров, и находится глубоко под землёй – от 50 до 180 метров вниз.

По всему периметру коллайдера равномерно распределены четыре основных детектора огромных размеров, и несколько вспомогательных поменьше. Они предназначаются для отслеживания результатов столкновения частиц.

Говоря простым языком, основные функции этого устройства описываются так:

  • Ускорение небольшой группы, или, как называют это учёные, пучка, тех самых элементарных частиц, протонов, нейтронов и электронов, до околосветовой скорости.
  • Когда частицы достигают её и находятся рядом с детектором, их сталкивают с другим таким же пучком, несущемся в противоположном направлении.
  • Именно момент столкновения и интересен учёным, ведь в это мгновение могут происходить различные вещи, которые потом станут основой для нового научного открытия.

Таким образом, адронный коллайдер призван ответить на вопрос исследователей «а что будет, если…». Они, используя разные виды частиц и скорости, а также изменяя внешние факторы, проверяют многие из своих теорий для того, чтобы лучше узнать о строении нашего мира.

Тоннели внутри коллайдера

 

Какие цели ставят учёные?

Несомненно, нельзя говорить, что адронный коллайдер – просто игрушка в руках сумасшедших людей науки, действующим «методом тыка». Перед ними стоят вполне конкретные цели и задачи, которых они планируют достичь с помощью экспериментов.

Так, основными теориями, над подтверждением или опровержением которых ведётся работа, являются:

  1. Стандартная модель строения Вселенной, о которой мы уже писали выше. Она является основной задачей, которую призван решить коллайдер. А именно – доказать её правдивость, либо же найти отклонения от данной версии;
  2. Новая физика – теория, неразрывно связанная с предыдущей, так как она вступает в силу, если окажется, что Стандартная модель не способна охватить все аспекты изучаемого окружающего мира;
  3. Топ-кварки – самые тяжёлые из открытых ныне элементарных частиц. Их создание, а также детальное изучение откроет учёным новые способы для исследования следующего элемента;
  4. Бозон Хиггса, который является основополагающей частицей Стандартной модели;
  5. Тёмная материя – самая загадочная составляющая всей нашей Вселенной. На её получение и изучение также направлена большая часть сил.

Кроме того, существуют ещё и множество других задач, которые ставят перед собой исследователи. Многие из них так или иначе непосредственно связаны с вышеперечисленными, а некоторые являются обособленными теориями.

Внутренние трубы БАК

 

Что открыли с помощью адронного коллайдера?

Впервые запуск ускорителя состоялся в 2008 году. С этого момента и до наших дней он постоянно совершенствовался, достраивался и изменялся. Учёные постепенно увеличивают скорость, с которой движутся в нём частицы, однако, по их словам, до сих пор надлежащий уровень, который будет способствовать новым открытиям, ещё не достигнут.

Несмотря на это, за время работы коллайдера уже было сделано многое.

  • самым важным достижением стало доказательство существования бозона Хиггса в 2012 году. Его открытие позволит в дальнейшем изучать хиггсово поле, что является ещё одним шагом на пути к подтверждению теории Стандартной модели;
  • возможность воспроизведения кварков. Несмотря на то, что данные частицы были открыты в 20-м веке, и в тот же период было доказано их существование, до сих пор не представлялось возможным создать их искусственно. И только благодаря новым экспериментам их удалось воспроизвести;

Помимо этих достижений было совершено и множество других открытий, не менее значимых для науки.

Столкновение частиц - бозон Хигса

 

Где находится адронный коллайдер?

Огромный ускоритель был построен в Европейском Центре ядерных исследований, который находится ровно на границе между Францией и Швейцарией (по этой ссылке можете перейти на виртуальный тур внутри устройства). Ближайший город, который расположен не так далеко от коллайдера, это Женева.

Несомненно, подобная близость к крупному населённому пункту вызывает некоторые опасения, ведь в лаборатории проводятся далеко не самые безопасные опыты. Данная тема многократно освещалась в средствах массовой информации. Основным опасением является то, что при выходе опытов из-под контроля может образоваться цепная реакция, взрыв от которой способен уничтожить всю планету.

Таким образом, адронный коллайдер нужен для того, чтобы ускорять мельчайшие частицы, из которых состоит весь окружающий нас мир, сталкивать их друг с другом и следить за результатами этих столкновений. Именно они способствуют новым открытиям в области физики.

БАК возле Женевы

 

Видео: для чего сделали ускоритель частиц?

В этом ролике физик Борис Денисов расскажет, какова была главная цель создания Большого адронного коллайдера, на какие вопросы удалось ответить с помощью него:

Ваш комментарий (без регистрации):

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent