Като се има предвид това, изглежда също така, че всяко заглавие относно LHC заплашва или да преобърне настоящия модел на физиката, или да отвори разкъсване в края на света в междуизмерното пространство-време. Като се има предвид каква информация (и дезинформация, за този въпрос) е там за частицата Collider, ние сме съставили това просто, но изчерпателно ръководство, очертаващо всичко, което може да искате да знаете за това.
Препоръчани видеоклипове
Какво представлява Големият адронен колайдер?
Големият адронен колайдер е конструиран между 1998 г. и 2008 г. и започва първия си оперативен цикъл на 20 ноември 2009 г. след дългогодишно забавяне поради инцидент, при който електрическа повреда доведе до изпускане на няколко тона течен хелиев охладител в тунел. Изграждането на мащабния проект струва зашеметяващите 9 милиарда долара, което го прави най-скъпата машина, създавана някога.
Свързани
- Какво е изкуствен интелект? Ето всичко, което трябва да знаете
- CERN планира да изгради масивен ускорител на частици, който ще засенчи LHC
- Какво е Hyperloop? Ето всичко, което трябва да знаете
Както подсказва името, LHC разбива лъчи от малки частици като адрони - т.е. малки частици, направени от още по-малки субатомни частици, известни като кварки - един в друг при свръхвисоки скорости. Тези лъчи от частици се изстрелват с около 13 тераелектронволта (TeV) комбинирана енергия, което води до невероятно плътни частици, които са около 1 000 000 пъти по-горещи от ядрото на Слънцето. Това е една от многото причини структурата да се помещава под земята и защо е охладена до 1,9 градуса по Келвин или почти 1,9 градуса над абсолютната нула.
Това обаче не са единствените впечатляващи числа, свързани с LHC.
По време на кръга от 17 мили около 1600 магнита извиват и насочват лъчите около масивния тунел и един в друг. Магнитите са съставени от малки нишки от навит ниобий-титан с медно покритие, които - ако бъдат разплетени - биха достигне до Слънцето и обратно пет пъти, като остава достатъчно, за да се увие около Луната и обратно няколко пъти добре.
Целият този магнитен материал помага за ускоряването на лъчите от частици до свръхвисоки скорости, малко по-ниски от скоростта на светлината. Когато се сблъскат при такива скорости, малките частици експлодират в субатомни частици, разбиват се и отскачат един друг във високоенергийна среда, която е подобна на условията на Вселената по времето на Големия Бам. В рамките на тези експлозии изследователите търсят нови улики за това как работи Вселената.
За да събере и анализира огромните количества данни, произведени от LHC, глобална мрежа от 170 изчислителни центъра, разположени в 36 държави, обработва десетки петабайти данни всяка година. Мрежовата мрежа е толкова голяма, че в момента държи световния рекорд на Гинес за най-голямата разпределена компютърна мрежа на Земята.
Хигс бозонът и други открития, направени от LHC
В момента използваме Стандартния модел на физиката на частиците, за да обясним как работи физиката на частиците. Стандартният модел, който беше формулиран през 20-ти век от различни учени, остана досега последователен в обяснението на частите от вселената, които са пряко наблюдавани от нас - което е само около 5 процента от вселена. Това оставя останалите 95 процента от Вселената неотчетени в SM, включително тъмната материя и тъмната енергия, както и всички потенциални сили или взаимодействия, които те упражняват.
Дори частите ние мога наблюдавайте има някои въпроси без отговор. Стандартният модел дори не отчита гравитацията и е несъвместим с теорията на относителността. Ясно е, че имаме още много да учим.
Това е мястото, където LHC идва. Досега LHC експериментите потвърждават съществуването на Хигс бозона, известен още като „Божествената частица“, който е важен теоретичен аспект на Стандартния модел, който никога не е бил наблюдаван, докато не е бил потвърден от тест в LHC на 4 юли, 2012. Хигс бозонът е неуловима частица с голяма маса, която е нещото, което придава маса на цялата материя във Вселената - всъщност това е, което позволява на нещата да съществуват физически.
Други частици, като екзотичните адрони X(3872), Z(4430), Zc (3900) и Y(4140), също са били наблюдавани при LHC тестове, както и редица други потенциални елементарни частици, които тепърва ще се случват потвърдено.
Откриването на Хигс бозона беше голяма крачка напред към разбирането на физическите закони на Вселената, но също така породи още повече въпроси и проблеми. Всъщност голяма част от това, което LHC е разкрил за физиката на елементарните частици, води до повече въпроси, отколкото отговори като цяло. Така че изследователите продължават да използват LHC, за да взривят частици заедно с надеждата да намерят някои отговори.
Безопасността на LHC и сблъсък на частици
Разбира се, когато се работи с толкова големи количества енергия и скъпо, мощно оборудване, възниква въпросът: безопасно ли е всичко това? Краткият отговор е „да“, но това не е попречило на хората да правят хипотези за произволен брой сценарии за края на света.
Добре известни учени като Стивън Хокинг и Нийл Деграс Тайсън предложиха възможни катастрофални събития, които биха могли да възникнат в резултат на използването на LHC, включително образуването на мини черни дупки, заличаването на Земята и производството на разрушителни теоретични частици, известни като „странгелети“. Хокинг също предупреди, че Хигс бозонът е опасно и потенциално разрушително откритие и трябва да бъде оставен сам.
Въпреки това, два прегледа, одобрени от Американското физическо общество, поръчани от Европейската организация за ядрени изследвания (CERN), изчистиха LHC от всякакви опасения за безопасността. Всъщност, както беше посочено в рамките на отчетите, видовете сблъсъци на частици, които LHC произвежда, се случват постоянно във вселената и наподобяват сблъсъци между свръхвисокоенергийни космически лъчи и Земята, които се случват при скорости, много по-големи от тези на LHC постига.
Свързани:Едно малко животно очевидно е всичко, което е необходимо, за да спре Големия адронен колайдер
Подобни опасения от големи научни фигури доведоха до изобилие от конспиративни теории по отношение на LHC. По-креативните теории в интернет твърдят, че CERN използва LHC, за да отвори портали към Ада, да ни пренесе в алтернативни реалности и да комуникира със злонамерени същества. Те обаче само надраскват повърхността. Фактът, че изследователите открито обсъждат възможността LHC да помага за откриването на доказателства за множество вселени или други измерения в нашата собствена, само налива масло в конспиративния огън.
Важен аспект на много от тези теории на конспирацията е връзката на ЦЕРН с индуистката богиня на сътворението и разрушение, Шива, който служи като талисман на LHC и има статуя, издигната на входа на LHC. Мнозина твърдят, че това е фино признание, че в ЦЕРН се случва нещо много по-неземно. В действителност присъствието на статуята е лесно обяснимо; това беше подарък от правителството на Индия в чест на завършването на LHC и CERN усети Статутът на Шива като богиня на сътворението и разрушението беше подходяща метафора за LHC функция.
Какво следва за LHC и физиката на елементарните частици
Сега, след като изследователите са използвали LHC, за да открият Хигс бозона, какво следва за супер структурата? Откриването на Хигс бозона е само началото. Изследователите се надяват да открият други видове бозони и други елементарни частици и да използват LHC, за да започнат тестване на теория на суперсиметрията, която постулира, че всяка частица материя има друг, по-голям двойник някъде другаде в вселена.
LHC също е планирано да получи надграждане до висока светимост някъде след 2022 г., което ще увеличи спектъра, в който се виждат резултатите. С прости думи това означава, че изследователите ще могат да наблюдават по-добре тестовете, тъй като тунелите ще бъдат по-добре осветени.
Това е важно по очевидни причини, но основното безпокойство е, че LHC може да изчерпва потенциалните си открития, като се има предвид сегашната му светимост. В ранния живот на колайдера броят на откритията е значително по-голям, отколкото по-късно, тъй като броят на нещата, които могат да се видят при дадена яркост, е краен. Единственият начин да се увеличи броят на потенциалните открития е да се подобри осветеността на съоръжението или силата на неговите инструменти. Надстройката трябва да позволи да се изследват още по-озадачаващи аспекти от физиката на елементарните частици.
Учените дори се надяват един ден да използват LHC, за да надникнат в сферите на тъмната материя и да проучат потенциала, скритите измерения на Вселената. Това е дълъг шанс, разбира се, но от друга страна, потвърждаването на съществуването на бозона на Хигс някога се смяташе за празна мечта. Без игра на думи.
Препоръки на редакторите
- Всичко, което трябва да знаете за самолета Boeing 737 Max 8
- Ето всичко, което трябва да знаете за Boring Company
- Какво е изкуствена невронна мрежа? Ето всичко, което трябва да знаете
- Проект SpaceX BFR: Всичко, което трябва да знаете, включително първите полети
- Учени от CERN станаха свидетели на разпадането на частицата Хигс бозон
