Hadron Collider: Start. Ny Large Hadron Collider nahoana? Aiza?

History of Mandehana mafimafy kokoa, izay fantatsika amin'izao fotoana izao toy ny Large Hadron Collider manomboka kokoa nanomboka tamin'ny 2007. Tamin'ny voalohany dia nanomboka ny fanisan-taonan'ny ny Mandehana mafimafy kokoa 'ny cyclotron. Ny fitaovana dia fitaovana kely izay mora mifanaraka teo ambony latabatra. Ary ny tantaran'ny accelerators efa nivoatra hatrany. Tsy niseho synchrotron sy ny synchrotron.

Teo amin'ny tantaran'ny angamba ny voly indrindra dia ny fe-potoana avy amin'ny 1956 ny 1957 taona. Tamin'izany fotoana izany, Sovietika siansa, indrindra fa fizika, tsy haingana toy ao ambadiky ny rahalahy vahiny. Amin'ny alalan'ny fampiasana ny voangony taona ny traikefa, ny Sovietika fizika atao hoe Vladimir Veksler nanao fandrosoana amin'ny siansa. Izy ireo no mahery indrindra tamin'izany fotoana izany synchrotron noforonina. Ny fahaiza-miasa tamin'ny 10 GeV (10 lavitrisa elektronika volts). Rehefa afaka izany, dia efa namorona fahitana lehibe ohatra ny accelerators: Large elektronika-Positron Collider, iray Mandehana mafimafy kokoa Soisa, Alemaina, Etazonia. Izy rehetra dia miray tanjona iraisana - ny fianarana ny fototra poti ny quarks.

Ny Large Hadron Collider noforonina tao amin'ny toerana voalohany noho ny ezaka 'ny Italiana fizika. Ary ny anarany Carlo Rubbia, Nobel Loka Nobel. Nandritra ny asa Rubbia niasa toy ny tale ao amin'ny Fikambanana Eoropeana ho an'ny Nokleary Research. Ary dia nanapa-kevitra ny hanorina sy mihazakazaka ny LHC-toerana dia amin'ny foibe fikarohana.

Aiza Hadron Collider?

Collider napetraka teo amin'ny sisin-tanin'i Soisa sy Frantsa. Length ny ny circumference dia 27 kilaometatra, ary araka izany koa no atao hoe lehibe. Mandehana mafimafy kokoa peratra niverina ho 50 175 metatra. Ny andriamby 1232 dia nametraka collider. Supercondutor izy ireo, izay midika hoe misy afaka hanana ny tany ho an'ny haingana ambony indrindra, satria ny vola lany amin'ny angovo avoakan'ireo andriamby, toy izany dia saika tsy eo. Ny sokajy tsirairay lanjan'ny andriamby dia 3,5 taonina amin'ny halavan'ny 14.3 metatra.

Toy ny zavatra ara-batana, ny Large Hadron Collider miteraka hafanana. Noho izany, dia ilaina ny mahafinaritra mandrakariva. Izany no antony, dia foana hafanana amin'ny 1.7 K mampiasa 12 tapitrisa litatra ny ranoka azota. Ankoatra izany, ranoka hélium (700,000 litatra) no ampiasaina amin'ny hihena, ary zava-dehibe indrindra - ny tsindry no ampiasaina, izany hoe im-polo lalina noho ny tsindry ara-dalàna rivotra.

Hafanana 1.7 K centigrade dia -271 ambaratonga. Toy izany ny hafanana dia saika manakaiky ny tanteraka aotra. Aotra tanteraka dia antsoina hoe ny fetra ambany indrindra azo atao, izay mety manana vatana ara-nofo.

Ny efitra anatiny amin'ny tionelina kely dia tsy mahaliana. Misy taharo niobium-titane supercondutor amin'ny fahafaha-tariby. Ny lavany dia 7600 kilometatra. Ny tontalin'ny lanjan'ny dia 1.200 taonina telegrama. Ny afovoan-tariby - ny plexus ny tariby 6300 amin'ny elanelana tanteraka ny 1.5 lavitrisa km. Ity no lavany mitovy amin'ny 10 Momba ny Kintana vondrona. Ohatra, ny eto an-tany lavitra any ny masoandro dia 10 vondrona toy izany.

Raha miresaka momba ny toerana jeografika, dia azo lazaina fa ny collider vava vola aminy, mandry eo anelanelan'ny tanànan'i Saint-Genis sy Forno Voltaire miorina eo amin'ny lafiny Frantsay, ary koa ny Marina sy Vessurat - miaraka amin'ny lafiny Soisa. Small peratra, atao hoe Sal, dia miitatra eny amin'ny fari-tanin'ny savaivony.

Ny raison d'être

Mba hamaliana ny fanontaniana hoe "Inona no atao hoe LHC", dia nila nitodika tany ny mpahay siansa. Maro ny mpahay siansa milaza fa io no lehibe ho an'ny famoronana ny fotoana iray manontolo ny fisian'ny siansa, ary ny siansa raha tsy izany, izay fantatra ho antsika amin'izao fotoana izao, vao tsy misy dikany. Ny fisiana sy ny fandefasana ny Large Hadron Collider mahaliana ao fa ny fifandonan'ny planeta ny poti ao amin'ny LHC dia fipoahana. Ny tsara rehetra poti hanely amin'ny lalana samihafa. Mba hanangana poti-baovao, izay mety hanazava ny fisian'ny sy ny hevitry ny maro.

Ny zavatra voalohany izay mpahay siansa niezaka ny hahita ireo poti nianjera - ara-teorika dia nilaza mialoha ny fizika fototra Peter Higgs sombiny antsoina hoe "Higgs boson". Ity sombiny mahavariana dia mitondra ny vaovao, dia heverina. Nefa izany dia antsoina hoe ny "sombiny Andriamanitra". Eo am-pamohana ny mpahay siansa fa mety hifindra hahazo ny hevitry ny rehetra izao. Tsara homarihina fa tamin'ny 2012, tamin'ny 4 Jolay, Hadron Collider (manomboka izany amin'ny ampahany nandimby) mba hanampiana hahita sombiny toy izany koa. To daty, ny mpahay siansa no miezaka mianatra azy io amin'ny an-tsipiriany.

Mandra-pahoviana no ...

Mazava ho azy, ny fanontaniana mipetraka avy hatrany, nahoana ny mpahay siansa ela hianatra ireo poti. Raha manana fitaovana, dia afaka mihazakazaka izany, ary isaky ny hitifitra bebe kokoa ny angona. Ny zava-misy fa ny asan 'ny LHC - Izany dia lafo vidy fahafinaretana. Iray vidin'ny fandefasana vola be. Ohatra, ny isan-taona dia mitovy fanjifàna angovo ny 800 tapitrisa. KW / h. Io habetsaky ny angovo nandevona ny tanàna izay misy mponina 100 arivo amby iray alina. Man, eo amin'ny fitsipika eo ho eo. Tsy ahitana ny fikojakojana ny vola lany. Antony iray hafa - dia ny LHC fipoahana izay mitranga rehefa hampiady ny prôtôna maintsy mamoaka boky be dia be ny antonta-kevitra: ordinatera-vakiana vaovao ka dia ny fanodinana maka fotoana be dia be. Na dia na dia teo aza ny zava-misy fa ny herin 'ordinatera izay mandray ny vaovao, na dia amin'izao fotoana izao lehibe noho ny fitsipik'Andriamanitra.

Antony iray hafa - dia tsy malaza loatra maizina izany. Mpahay siansa miasa amin'ny collider eto amin'ity tari-dalana, matokia fa ny hita maso isan-karazany eo amin'izao rehetra izao dia afa-tsy 4%. Misy ny mihevitra fa ny sisa - dia maizina sy maizim-pito resaka angovo. Tamin'ny andrana miezaka mba hanaporofoana fa marina io teoria.

Hadron Collider: fa na manohitra

Ataovy aloha ny teoria ny maizina zavatra mampametra-panontaniana ny fiarovana ny fisian'ny ny LHC. Ny fanontaniana nitsangana: "Hadron Collider: fa na manohitra?" Natahotra izy mpahay siansa maro. Ny lehibe rehetra sain'ny izao tontolo izao dia mizara ho sokajy roa. "Mpanohitra" dia nataonareo nandroso mahaliana teoria fa raha misy zavatra toy izany, dia tsy maintsy ho ny mifanohitra sombiny. Ary ny fifandonana ny poti ao Mandehana mafimafy kokoa toa mainty anjara. Nisy mety fa ny maizina anjara sy ny ampahany izay hitantsika tavany. Avy eo dia mety hitarika ho amin'ny fahafatesana ny rehetra izao. Na dia izany aza, rehefa nanomboka ny voalohany LHC kevitra ity efa ny tapany ho malemy.

Manaraka avy amin'ny maha zava-dehibe ny fipoahana an'izao rehetra izao, na ny marimarina kokoa - ny fony vao teraka. Misy mihevitra fa ny fifandonan'ny planeta azo nandinika ny fomba ny izao rehetra izao tamin'ny voalohany fitondran segondra ny fisiana. Ny fomba hitany fa araka ny niandohan'ny ny Big Bang. Misy mihevitra fa ny sombiny dingana fifandonan'ny planeta dia tena mitovy amin'ilay olona teo am-piandohan'ny ny fahaterahan'ny rehetra izao.

Raha kely indrindra dia hevitra mahafinaritra iray hafa izay mpahay siansa avy amin'ny teny anglisy - izany hafakely modely. Dia toa tsy mampino, fa misy teoria izay maneho fa misy lafiny hafa sy universes toa antsika olombelona. Ary Hafahafa ampy, Mandehana mafimafy kokoa ary afaka manampy.

Raha tsorina, ny tanjon'ny fisian'ny Mandehana mafimafy kokoa dia ny hamantatra ny izao tontolo izao, ny fomba noforonina, mba hanaporofoana na diso na efa misy teoria ny poti sy ny tranga mifandraika. Mazava ho azy fa maka taona maro, fa isaky ny fiandohan'ny, nanjera baovao hitan'ny mpahay siansa fa izao tontolo izao ny siansa.

Zava-misy momba Mandehana mafimafy kokoa

Samy mahafantatra ny tsirairay fa Mandehana mafimafy kokoa accelerates poti niakatra ho any 99% ny hafainganam-pandehan'ny hazavana, nefa maro ny olona tsy mahalala fa ny isan-jato dia mitovy ny 99,9999991% ny hafainganam-pandehan'ny hazavana. Zavatra tsy mahagaga dikany isa noho ny tonga lafatra famolavolana sy ny hery avoakan'ireo andriamby, hanafaingana. Tokony homarihintsika koa ny sasany amin'ireo zava-misy tsy fantatra.

Ny isa vokarina any amin'ny fifandonan'ny planeta mandritra haingana ny poti

Ny isan'ny prôtôna ao amin'ny bunch	ny 100 Bln. (1011)
isan'ny voaloboka	ny 2.808
Ny isan'ny nandalo proton ery amin'ny faritra detector	hatramin'ny 31 tapitrisa. faharoa faritra 4
Ny isan'ny sombiny fifandonana eo amin'ny fihaonan-dalana	ny 20
Boky isaky ny fifandonan'ny planeta antontan-kevitra	about 1.5 MB
Be ny poti Higgs	1 nanaikitra 2.5 isaky ny segondra (amin'ny feno hamafin'ny ny andry sy araka ny tombantombana sasany momba ireo fananan 'ny poti Higgs)

100 tapitrisa eo ho eo. Renirano tahirin-kevitra izay avy isaky ny roa lehibe detectors afaka amin'ny resaka segondra mba hamita mihoatra ny 100.000 CD. Tamin'ny volana iray monja ny isan'ny Discs efa nahatratra avo toy izany fa rehefa nandry izy ao amin'ny niisa, dia ho ampy ho an'ny volana. Koa dia nanapa-kevitra fa tsy ny fanangonana ny tahirin-kevitra rehetra izay tonga avy any amin'ny detectors, fa izay no mahazo mampiasa ny rafitra fanangonana antontan'isa, izay raha ny marina dia miasa toy ny sivana ho an'ny angon-drakitra. Ary dia nanapa-kevitra ny tsoratra 100 ihany no zava-nitranga tamin'ny fotoana ny fipoahana. Ao ireo zava-nitranga dia ny mitahiry ny angona foiben'ny rafitra ny LHC, izay hita ao amin'ny Eoropeana ho an'ny sombiny Laboratory Physique, izay ihany koa ny toerana ny toerana Mandehana mafimafy kokoa. Dia ao ny zava-nitranga fa dia voarakitra, ary ireo izay misolo tena ny fiaraha-monina ny mpahay siansa lehibe indrindra liana.

aftertreatment

Rehefa avy nanoratra zato kilobytes ny angon-drakitra mba ho ampiasaina. Izany no tanjona, mihoatra ny roa tapitrisa ordinatera hita ao CERN. Ny tanjon'ny ireo solosaina dia ny fanodinana ny manta tahirin-kevitra sy ny fananganana ny ny faladiany, izay ilaina ho an'ny fanadihadiana bebe kokoa. Koa niteraka renirano antontan-kevitra dia ho tarihana ho amin'ny solosaina Network Grid. Ity tambajotra an-tserasera mampifandray ordinatera an'arivony izay hita ao amin'ny andrim-panjakana isan-karazany manerana izao tontolo izao, mamehy mihoatra ny iray zato foibe lehibe, izay hita ao amin'ny kaontinanta telo. Rehetra toy izany ireo hevitra mifandray amin'ny CERN mampiasa kofehy Optical - ho an'ny angon-drakitra tahan'ny ambony indrindra.

Raha niresaka ny zava-misy, dia ilaina ny hilaza ihany koa ny momba ny firafitry ny ara-batana pamantarana. Tonelina Mandehana mafimafy kokoa dia fahadisoan-dàlana ny 1,4% avy amin'ny marindrano fiaramanidina. Izany natao teo amin'ny toerana voalohany ny hametraka ny ankamaroan'ny Mandehana mafimafy kokoa monolithic tionelina amin'ny vatolampy. Noho izany ny halalin'ny fametrahana eo amin'ny andaniny roa mifanohitra tsy mitovy. Raha mihevitra avy amin'ny farihy, izay hita akaikin'i Geneva, ny lalina dia 50 metatra. Ny mifanohitra anjara dia manana halalin'ny 175 metatra.

Ny zavatra mahaliana dia ny volana dingana vokany eo Mandehana mafimafy kokoa. Mety toa tahaka ny zavatra lavitra dia afaka manao zavatra eny lavitra eny. Fa ny nanamarika fa nandritra ny volana fenomanana, raha misy firongatry ny tany ao amin'ny faritra Geneva, eny, nifoha amin'ny alalan'ny araka 25 santimetatra. Izany fiantraikany ny lavan'ny collider. Length àry incremented tamin'ny 1 milimetatra, Ary ny sakamandimby angovo dia niova ny 0,02%. Koa satria ny herin'ny fanaraha-maso ny andry dia tsy maintsy hatao hatramin'ny 0,002%, ny mpikaroka dia tsy maintsy tafiditra ao toe-javatra izany.

Mahaliana koa dia ny collider tionelina dia manana ny endriky ny iray octagon fa tsy boribory, toy ny maro. Lafiny niforona ny fizarana fohy. Nandamina raikitra izy ireo detectors sy ny rafitra mitantana ny haingana izay sombiny andry.

structure

Hadron Collider, ny fandefasana ny izay mifandray amin'ny maro ny antsipirihany sy ny fientanam-po ny mpahay siansa - mahagaga fitaovana. Mandehana mafimafy kokoa rehetra dia ahitana ny vava vola roa. Small peratra antsoina hoe proton synchrotron na, ny mampiasa fanafohezan-teny - Sal. Large peratra - Super Proton Synchrotron, na SPS. Miara-mamela ny vava vola roa ny mampiely ny 99,9% anjara ny hafainganam-pandehan'ny hazavana. Izao no collider mitombo sy ny herin 'ny prôtôna, mampitombo ny hery tanteraka ny 16 in-. Izany koa dia ahafahantsika ny poti collide amin'ny tsirairay eo ho eo 30 Mill. Time / s. ny 10 ora. 4 detectors lehibe indrindra dia azo amin'ny 100 terabytes nomerika tahirin-kevitra isan-tsegondra. Mandray tahirin-kevitra noho ny anton-javatra tsirairay. , Ohatra, izy ireo dia afaka mahita fototra poti, izay manana anjara-raharaha ratsy herinaratra, ary tapany-kofehy ireny. Koa satria miovaova ireo poti ireo, dia hitari-dalana ny mamantatra sarotra azo atao ny mamantatra ny heriny ihany no ho avoakan'ny amin'ny zoro iray ho mpiray ny andry. Io dingana voalohany dia antsoina hoe trigger ambaratonga. Io no dingana arahina mihoatra ny 100 angon-drakitra manokana karatra, izay tafiditra ao amin'ny lojika fampiharana. Dia mampiavaka ity anjara amin 'izany nandritra ny fandraisana ny tahirin-kevitra ny fantina maherin'ny 100 tysyach angon-drakitra vato ao amin'ny iray faharoa. Avy eo, ireo antontan-kevitra dia ampiasaina amin'ny fanadihadiana, izay miseho mampiasa rafitra ambonimbony kokoa.

Next Level Systems, Mifanohitra amin'izany, hahazo vaovao avy amin'ny rehetra ny detector mikoriana. Software detector miasa ao amin'ny tambajotra. Tsy dia mampiasa ny ordinatera maro be ny fandraisana angon-drakitra tatỳ aoriana kilalao miendrika biriky, ny eo ho eo ny fotoana eo anelanelan'ny vato ny - 10 microseconds. Fandaharana dia mila hamoronana mariky ny poti, izay mifanaraka amin'ny hevitra tany am-boalohany. Ny vokatra azo dia angon-drakitra napetraka niforona ahitana vahana sy ny heriny ary lalana hafa izay nitsangana nandritra ny zava-nitranga iray.

Mandehana mafimafy kokoa faritra

Mandehana mafimafy kokoa rehetra dia azo zaraina ho 5 lehibe faritra:

1) ny elektronika-positron collider Mandehana mafimafy kokoa. Ny ampahany dia mikasika ny 7 tysyach lasibatry amin'ny supercondutor fananana. Amin'izy ireo ny annular miseho amin'ny alalan'ny fitarihan'ny ny andry tionelina. Ary izy ireo koa ny andry mifantoka amin'ny sakany iray mikoriana izay mihena ny sakan'ny iray volo.

2) Compact muon solenoid. Izany dia natao ho an'ny detector tanjona ankapobeny. Amin'ny toy izany detector mitady vaovao sy ny trangan-javatra, ohatra, hitady ny Higgs sombiny.

3) Detector LHCb. Ny dikan'ny amin'ity fitaovana ity dia ny mitady quarks sy ny poti mpanohitra azy ireo - antiquarks.

4) Ny fametrahana toroidal Bokin-tsarintany. Izany dia natao ho an'ny detector fixation ny muons.

5) Alice. Izany hoe nambabo detector colliding ions firaka, ary ny proton-proton fifandonana.

Olana nanomboka ny LHC

Na dia eo aza ny zava-misy fa ny fisian'ny teknolojia avo manala ny mety hisian'ny fahadisoana eo amin'ny fampiharana ny zava-drehetra dia samy hafa. Nandritra ny ela, ary koa ny tsy fahombiazan'ny fotoana fivoriana Mandehana mafimafy kokoa. Tsy maintsy milaza fa io toe-javatra tsy nampoizina. Ahitana fitaovana maro ny tsipirian'ilay sy mitaky izany fa ny mpahay siansa marina tsara toy izany koa manantena vokatra. , Ohatra, iray amin'ireo olana izay niatrika ny mpahay siansa nandritra ny fandefasana - ny fandavana ny andriamby, izay mifantoka sakamandimby prôtôna avy hatrany eo anatrehan'ny fifandonana. Loza lehibe ity dia vokatry ny faharavan 'ny tendrombohitra noho ny fahaverezan'ny supercondutor andriamby.

Izany olana nitranga tamin'ny 2007. Noho izany, ny fandefasana ny collider nahemotra imbetsaka, ary ny fandefasana tamin'ny Jona teo, efa ho herintaona Collider mbola nanomboka.

Ny farany fanombohana ny collider nahomby, dia manangona tahirin-kevitra maro terabytes ny.

Hadron Collider, ny fandefasana izay nitranga tamin'ny 5 Aprily, 2015, miasa soa aman-tsara. Nandritra ny volana rairainy dia hanenjika manodidina ny peratra, mitombo tsikelikely hery. Ireo tanjona ho an'ny fianarana toy izany, no. fifandonan'ny planeta angovo rairainy dia ho bebe kokoa. Ny hasarobidin'ny Lift amin'ny 7 ka hatramin'ny 13 DIEM DIEM. Fitomboana io dia hanome fahafahana hahita fahafahana vaovao ao amin'ny fifandonana ny poti.

Tamin'ny 2013 sy 2014. dia tena ara-teknika fisafoana ny tonelina, accelerators, detectors sy ny fitaovana hafa. Ny vokany dia 18 no supercondutor bipolar lasibatry ny asa. Tsara homarihina fa ny fitambaran'ny isa ireo farantsa 1232. Na izany aza, ny sisa tavela avoakan'ireo andriamby, tsy voamariny. Raha tsy izany no hisolo ny rafitra fiarovana manohitra hihena izy: Ataovy nihatsara. Koa hihena kokoa ny fandehan-avoakan'ireo andriamby. Izany dia mamela azy ireo nijanona tao ambany hafanana, miaraka amin'ny hery ambony indrindra.

Raha mandeha tsara rehetra, ny manaraka ny fandefasana Mandehana mafimafy kokoa ihany no hatao rehefa afaka telo taona. Tamin'ny alalan'ny fe-potoana io dia voalahatra ho fanatsarana ny asa efa voaomana, ny ara-teknika fandinihana ny collider.

Tsara homarihina fa ny vidin'ny fanamboarana ny denaria, tsy mandinika ny vola. Hadron Collider, toy ny 2010 dia manana sanda mitovy 7.5 bln. Euro. Io isa manontolo mampiseho ny tetikasa eo amin'ny toerana voalohany eo amin'ny lisitry ny tetikasa lafo indrindra teo amin'ny tantaran'ny siansa.

Recent vaovao

Hadron Collider, ny fandefasana ny izay nitranga taorian'ny fiatoana, nahomby. Tahirin-kevitra mahaliana dia nangonina. Ohatra, porofo naseho fa ny hevitra ankehitriny ny marina poti. Ary aoka ho azo atao noho ny tokony ho fiasan'ny ny CMS sy LHCb detectors. Ireo detectors simba BS azon'ny meson roa, izay toe-panahy mahatoky ankehitriny Direct porofo teoria.

Ilaina ny mametraka ny fanontaniana hoe: ahoana no lehilahy voazaha toetra teoria io. Fomba iray - izany no nahasamborana ny poti vaovao. Izany hoe, raha misy fifandonan'ny planeta vaovao ho fototra poti, izay midika fa ny maoderina dia tokony ho nandinika teoria.

Nampifantoka ny saina ny mpahay siansa ny sombiny satria afaka maneho, na, fara fahakeliny, mamoha ny varavarana ao amin'ny tari-dalana ny supersymmetry. Izany no tsara fanombohana Ho an'ny fandalinana fanampiny sy ny asa ao amin'ny Center for ny Fikarohana Siantifika any Geneva.

Inona ny manaraka?

Rehefa hitranga manaraka ny toetr'andro dia ho hanara collider amin'ny fandalinana bebe kokoa ny poti. Indrindra indrindra, dia ho ilaina ny hianatra bebe kokoa momba ny Higgs boson. Na dia eo aza ny zava-misy fa fa izany baovao no nahazo ny loka Nobel, fa tsy ny fananana rehetra tena mazava sy voaporofo. Noho izany, ny mpahay siansa manana lava sy sarotra ny asa eo amin'ny fianarana io poti mahagaga.

Ankoatra izany, dia tsy maintsy manohy ny asany mba hanaporofoana na diso ny teoria ny supersymmetry. Na dia toa kely mahafinaritra, nefa manana zo misy. Aza mihevitra fa ny saina rehetra dia omena afa-tsy ny maha zava-dehibe voalohany adihevitra momba ny tetikasa tsirairay manana ny ekipa ny mpahay siansa, izay miasa ao amin'io sehatra io.

Mazava ho azy fa tsy izay ihany ny asa izay tokony natao ho mpahay siansa. Isaky ny vaovao terabyte-baovao nahazo ny lisitry ny fanontaniana mandrakariva nameno, ary ny valiny dia azo niandrandra nandritra ny taona maro.