Når det er sagt, ser det også ud til, at hver overskrift vedrørende LHC truer med enten at vælte den nuværende fysikmodel eller åbne en verdensende tåre i inter-dimensional rum-tid. I betragtning af hvordan information (og misinformation, for den sags skyld) er derude om partiklen collider, har vi sammensat denne enkle, men udtømmende guide, der beskriver alt, hvad du måske ønsker at vide om det.
Anbefalede videoer
Hvad er Large Hadron Collider?
Large Hadron Collider blev bygget mellem 1998 og 2008 og begyndte sin første operationelle kørsel den 20. november 2009 efter en år lang forsinkelse på grund af en hændelse, hvor en elektrisk fejl resulterede i, at adskillige tons flydende heliumkølevæske blev udluftet i tunnel. Det massive projekt kostede svimlende 9 milliarder dollars at bygge, hvilket gør det til den dyreste maskine, der nogensinde er bygget.
Relaterede
- Hvad er kunstig intelligens? Her er alt, hvad du behøver at vide
- CERN planlægger at bygge en massiv partikelkolliderer, der dværger LHC
- Hvad er Hyperloop? Her er alt, hvad du behøver at vide
Som navnet antyder, smadrer LHC stråler af bittesmå partikler såsom hadroner - dvs. små partikler lavet af endnu mindre subatomære partikler kendt som kvarker - ind i hinanden ved ultrahøje hastigheder. Disse partikelstråler udsendes med omkring 13 teraelektronvolt (TeV) kombineret energi, hvilket resulterer i utroligt tætte partikler, der er omkring 1.000.000 gange varmere end Solens kerne. Dette er en af de mange grunde til, at strukturen er anbragt under jorden, og hvorfor den er afkølet til 1,9 grader Kelvin eller næsten 1,9 grader over det absolutte nulpunkt.
Det er dog ikke de eneste imponerende tal forbundet med LHC.
Gennem den 17-mile sløjfe krummer omkring 1.600 magneter sig og dirigerer strålerne rundt om den massive tunnel og ind i hinanden. Magneterne består af bittesmå tråde af oprullet kobberbelagt niobium-titanium, som - hvis de blev optrevlet - ville nå til Solen og tilbage fem gange, med nok tilbage til at vikle rundt om månen og tilbage et par gange godt.
Alt det magnetiske materiale hjælper med at accelerere partikelstrålerne til superhøje hastigheder, der bare er genert af lysets hastighed. Når de kolliderer med sådanne hastigheder, eksploderer de små partikler til subatomære partikler, styrter ned og hopper af hinanden i et højenergimiljø, der ligner forholdene i universet på det store tidspunkt Bang. Inden for disse eksplosioner søger forskere efter nye spor i, hvordan universet fungerer.
For at indsamle og analysere de enorme mængder data, der produceres af LHC, knuser et globalt netværk af 170 computercentre fordelt over 36 lande titusinder af petabytes data hvert år. Netværksnettet er så stort, at det i øjeblikket har Guinness verdensrekord for det største distribuerede computernet på Jorden.
Higgs Boson og andre opdagelser gjort af LHC
I øjeblikket bruger vi standardmodellen for partikelfysik til at forklare, hvordan partikelfysik fungerer. Standardmodellen, som blev formuleret i løbet af det 20. århundrede af forskellige videnskabsmænd, er indtil videre forblevet konsekvent i at forklare de dele af universet, der er direkte observerbare for os - hvilket kun er omkring 5 procent af univers. Dette efterlader de resterende 95 procent af universet uden for SM, inklusive mørkt stof og mørk energi, og eventuelle potentielle kræfter eller interaktioner, de udøver.
Selv de dele vi kan observer har nogle endnu ubesvarede spørgsmål. Standardmodellen tager ikke engang højde for tyngdekraften og er uforenelig med relativitetsteorien. Det er klart, at vi har meget tilbage at lære.
Det er her, LHC kommer ind. Indtil videre har LHC-eksperimenter bekræftet eksistensen af Higgs-bosonen, også kendt som "Gud-partiklen", som var en vigtig teoretisk aspekt af standardmodellen, der aldrig blev observeret, før det blev bekræftet af en test på LHC den 4. juli, 2012. Higgs-bosonet er en undvigende partikel med høj masse, som er det, der giver masse til alt stof i universet - dybest set er det det, der tillader ting fysisk at eksistere.
Andre partikler, såsom de eksotiske hadroner X(3872), Z(4430), Zc (3900) og Y(4140), er også blevet observeret i LHC-tests, såvel som en række andre potentielle elementarpartikler, som endnu ikke har været bekræftet.
Opdagelsen af Higgs Boson var et stort skridt fremad for at forstå universets fysiske love, men det gav også anledning til endnu flere spørgsmål og problemer. Faktisk fører meget af det LHC har afsløret om partikelfysik til flere spørgsmål end svar generelt. Så forskere fortsætter med at bruge LHC til at sprænge partikler sammen i håb om at finde nogle svar.
Sikkerheden ved LHC og partikelkollision
Når man har at gøre med så store mængder energi og dyrt, kraftfuldt udstyr, bliver spørgsmålet selvfølgelig: er alt dette sikkert? Det korte svar er ja, men det har ikke forhindret folk i at opstille en række dommedagsscenarier.
Kendte videnskabsmænd som Stephen Hawking og Neil Degrasse Tyson har foreslået mulige katastrofale hændelser, der kan opstå som følge af LHC's brug, herunder dannelsen af mini sorte huller, udslettelse af Jorden og produktion af destruktive teoretiske partikler kendt som "strangelets". Hawking har også advaret om, at Higgs Boson er en farlig og potentielt ødelæggende opdagelse og burde være det efterladt.
Imidlertid har to American Physical Society-godkendte anmeldelser bestilt af European Organisation of Nuclear Research (CERN) renset LHC for eventuelle sikkerhedsproblemer. Faktisk, som påpeget i rapporterne, de typer partikelkollisioner, som LHC producerer, sker konstant i hele universet og ligner kollisioner mellem ultrahøjenergi kosmiske stråler og Jorden, som opstår ved hastigheder langt større end LHC udretter.
Relaterede:Et lille dyr er tilsyneladende alt, der skal til for at lukke Large Hadron Collider
Sådanne bekymringer fra store videnskabelige personer har ført til en mængde konspirationsteorier om LHC. De mere kreative teorier omkring internettet hævder, at CERN bruger LHC til at åbne portaler til helvede, til at transportere os til alternative virkeligheder og til at kommunikere med ondsindede væsener. Disse ridser dog kun overfladen. Det faktum, at forskere åbent diskuterer muligheden for, at LHC hjælper med at opdage beviser for flere universer eller andre dimensioner i vores egen, tilføjer kun brændstof til den konspiratoriske ild.
Et fremtrædende aspekt af mange af disse konspirationsteorier er CERNs forbindelse til den hinduistiske skabelsesgudinde og ødelæggelse, Shiva, der tjener som maskot for LHC og har en statue rejst i indgangen til LHC. Mange hævder, at dette er en subtil indrømmelse, at der sker noget langt mere verdensomspændende på CERN. I virkeligheden er statuens tilstedeværelse let forklaret; det var en gave fra Indiens regering for at fejre LHC's færdiggørelse og CERN følte Shivas status som gudinde for skabelse og ødelæggelse var en passende metafor for LHC'erne fungere.
Hvad er det næste for LHC og partikelfysik
Så nu hvor forskere har brugt LHC til at finde Higgs Boson, hvad er det næste for superstrukturen? Opdagelsen af Higgs Boson er kun begyndelsen. Forskere håber at finde andre typer bosoner og andre elementære partikler og at bruge LHC til at begynde at teste teori om supersymmetri, som hævder, at hver partikel af stof har en anden, større pendant et andet sted i univers.
LHC er også planlagt til at modtage en opgradering til høj lysstyrke engang efter 2022, hvilket vil øge det spektrum, inden for hvilket resultaterne er synlige. Enkelt sagt betyder det, at forskere vil være i stand til at observere tests bedre, da tunnelerne bliver bedre oplyst.
Dette er vigtigt af indlysende årsager, men den største bekymring er, at LHC er ved at løbe tør for potentielle opdagelser i betragtning af dens nuværende lysstyrke. I det tidlige liv af en kolliderer er antallet af opdagelser langt større end senere, da antallet af ting, der kan ses ved en given lysstyrke, er begrænset. Den eneste måde at øge antallet af potentielle opdagelser på er at opgradere anlæggets lysstyrke eller styrken af dets instrumenter. Opgraderingen skulle give mulighed for at undersøge endnu mere forvirrende aspekter af partikelfysik.
Forskere håber endda på en dag at bruge LHC til at kigge ind i verden af mørkt stof og gennemsøge universets potentielle skjulte dimensioner. Det er selvfølgelig et langt skud, men så igen, at bekræfte eksistensen af Higgs-bosonen blev engang betragtet som en drøm. Ingen ordspil beregnet.
Redaktørens anbefalinger
- Alt hvad du behøver at vide om Boeing 737 Max 8 flyet
- Her er alt, hvad du behøver at vide om Boring Company
- Hvad er et kunstigt neuralt netværk? Her er alt, hvad du behøver at vide
- SpaceX BFR-projekt: Alt hvad du behøver at vide, inklusive første flyvninger
- CERN-forskere har været vidne til nedbrydningen af Higgs bosonpartiklen
