Τούτου λεχθέντος, φαίνεται επίσης ότι κάθε τίτλος σχετικά με τον LHC απειλεί είτε να ανατρέψει το τρέχον μοντέλο της φυσικής είτε να ανοίξει ένα παγκόσμιο δάκρυ στον διαδιάστατο χωροχρόνο. Δεδομένου του τρόπου με τον οποίο υπάρχουν πληροφορίες (και παραπληροφόρηση, εν προκειμένω) για το σωματίδιο collider, έχουμε συγκεντρώσει αυτόν τον απλό αλλά εξαντλητικό οδηγό που περιγράφει όλα όσα μπορεί να θέλετε να μάθετε σχετικά με αυτό.
Προτεινόμενα βίντεο
Τι είναι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων;
Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων κατασκευάστηκε μεταξύ 1998 και 2008 και ξεκίνησε την πρώτη του επιχειρησιακή λειτουργία στις 20 Νοεμβρίου 2009, μετά από καθυστέρηση ενός έτους λόγω ενός περιστατικού όπου ένα ηλεκτρικό σφάλμα είχε ως αποτέλεσμα αρκετούς τόνους υγρού ψυκτικού ηλίου να εξαερωθούν στο σήραγγα. Η κατασκευή του τεράστιου έργου κόστισε 9 δισεκατομμύρια δολάρια, καθιστώντας το το πιο ακριβό μηχάνημα που κατασκευάστηκε ποτέ.
Σχετίζεται με
- Τι είναι η τεχνητή νοημοσύνη; Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε
- Το CERN σχεδιάζει να κατασκευάσει έναν επιταχυντή με τεράστια σωματίδια που νανίζει τον LHC
- Τι είναι το Hyperloop; Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε
Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο LHC συνθλίβει δέσμες μικροσκοπικών σωματιδίων όπως τα αδρόνια - δηλαδή μικρά σωματίδια που αποτελούνται από ακόμη μικρότερα υποατομικά σωματίδια γνωστά ως κουάρκ - μεταξύ τους σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες. Αυτές οι δέσμες σωματιδίων εκτοξεύονται με περίπου 13 τεραηλεκτρονβολτ (TeV) συνδυασμένης ενέργειας, με αποτέλεσμα απίστευτα πυκνά σωματίδια που είναι περίπου 1.000.000 φορές θερμότερα από τον πυρήνα του Ήλιου. Αυτός είναι ένας από τους πολλούς λόγους που η κατασκευή στεγάζεται υπόγεια και γιατί ψύχεται στους 1,9 βαθμούς Kelvin, ή σχεδόν 1,9 βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν.
Ωστόσο, αυτοί δεν είναι οι μόνοι εντυπωσιακοί αριθμοί που σχετίζονται με τον LHC.
Σε όλο τον βρόχο των 17 μιλίων, περίπου 1.600 μαγνήτες καμπυλώνουν και κατευθύνουν τις δέσμες γύρω από τη τεράστια σήραγγα και τη μία μέσα στην άλλη. Οι μαγνήτες αποτελούνται από μικροσκοπικά νήματα τυλιγμένου νιόβιου-τιτανίου, επικαλυμμένου με χαλκό, το οποίο - αν ξετυλιχτεί - θα φτάσετε στον Ήλιο και πίσω πέντε φορές, με αρκετό περισσευούμενο για να τυλιχτεί γύρω από το φεγγάρι και πίσω μερικές φορές Καλά.
Όλο αυτό το μαγνητικό υλικό βοηθά στην επιτάχυνση των δεσμών των σωματιδίων σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες, πολύ λιγότερο από την ταχύτητα του φωτός. Όταν συγκρούονται με τέτοιες ταχύτητες, τα μικροσκοπικά σωματίδια εκρήγνυνται σε υποατομικά σωματίδια, συντρίβοντας και αναπηδώντας το ένα το άλλο σε ένα περιβάλλον υψηλής ενέργειας που είναι παρόμοιο με τις συνθήκες του σύμπαντος την εποχή του Μεγάλου Πάταγος. Μέσα σε αυτές τις εκρήξεις, οι ερευνητές αναζητούν νέες ενδείξεις για το πώς λειτουργεί το σύμπαν.
Προκειμένου να συλλέξει και να αναλύσει τις τεράστιες ποσότητες δεδομένων που παράγονται από τον LHC, ένα παγκόσμιο δίκτυο 170 υπολογιστικών κέντρων απλωμένο σε 36 χώρες συγκεντρώνει δεκάδες petabyte δεδομένων κάθε χρόνο. Το δίκτυο του δικτύου είναι τόσο μεγάλο που αυτή τη στιγμή κατέχει το Παγκόσμιο Ρεκόρ Γκίνες για το μεγαλύτερο κατανεμημένο δίκτυο υπολογιστών στη Γη.
Το μποζόνιο Higgs και άλλες ανακαλύψεις που έγιναν από τον LHC
Επί του παρόντος, χρησιμοποιούμε το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής των Σωματιδίων για να εξηγήσουμε πώς λειτουργεί η σωματιδιακή φυσική. Το Καθιερωμένο Μοντέλο, το οποίο διατυπώθηκε κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα από διάφορους επιστήμονες, έχει παραμείνει μέχρι στιγμής συνεπής στην εξήγηση των μερών του σύμπαντος που είναι άμεσα παρατηρήσιμα σε εμάς - που είναι μόνο περίπου το 5 τοις εκατό του σύμπαν. Αυτό αφήνει το υπόλοιπο 95 τοις εκατό του σύμπαντος άγνωστο στο SM, συμπεριλαμβανομένης της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας, και τυχόν πιθανές δυνάμεις ή αλληλεπιδράσεις που ασκούν.
Ακόμα και τα μέρη εμείς μπορώ Παρατηρήστε ότι έχετε μερικές ακόμη αναπάντητα ερωτήματα. Το τυπικό μοντέλο δεν λαμβάνει καν υπόψη τη βαρύτητα και είναι ασυμβίβαστο με τη θεωρία της σχετικότητας. Σαφώς, έχουμε πολλά να μάθουμε.
Εκεί μπαίνει ο LHC. Μέχρι στιγμής, πειράματα LHC επιβεβαίωσαν την ύπαρξη του μποζονίου Higgs, γνωστό και ως «The God Particle», που ήταν ένα σημαντικό θεωρητική πτυχή του Καθιερωμένου Μοντέλου που δεν παρατηρήθηκε ποτέ έως ότου επιβεβαιώθηκε από μια δοκιμή στο LHC στις 4 Ιουλίου, 2012. Το μποζόνιο Χιγκς είναι ένα άπιαστο σωματίδιο υψηλής μάζας που είναι το ίδιο πράγμα που δίνει μάζα σε όλη την ύλη στο σύμπαν - βασικά, είναι αυτό που επιτρέπει στα πράγματα να υπάρχουν φυσικά.
Άλλα σωματίδια, όπως τα εξωτικά αδρόνια X(3872), Z(4430), Zc (3900) και Y(4140), έχουν επίσης που παρατηρήθηκαν σε δοκιμές LHC, καθώς και σε μια σειρά από άλλα πιθανά στοιχειώδη σωματίδια που δεν έχουν ακόμη γίνει επιβεβαιωμένος.
Η ανακάλυψη του μποζονίου Higgs ήταν ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός για την κατανόηση των φυσικών νόμων του σύμπαντος, αλλά επίσης δημιούργησε ακόμη περισσότερα ερωτήματα και προβλήματα. Στην πραγματικότητα, πολλά από αυτά που έχει αποκαλύψει ο LHC σχετικά με τη σωματιδιακή φυσική οδηγούν σε περισσότερες ερωτήσεις παρά απαντήσεις γενικά. Έτσι, οι ερευνητές συνεχίζουν να χρησιμοποιούν τον LHC για να ανατινάξουν σωματίδια μαζί με την ελπίδα να βρουν κάποιες απαντήσεις.
Η ασφάλεια της σύγκρουσης LHC και σωματιδίων
Φυσικά, όταν αντιμετωπίζουμε τόσο υψηλές ποσότητες ενέργειας και ακριβό, ισχυρό εξοπλισμό, τίθεται το ερώτημα: είναι όλα αυτά ασφαλή; Η σύντομη απάντηση είναι ναι, αλλά αυτό δεν εμπόδισε τους ανθρώπους να υποθέτουν πολλά σενάρια καταστροφής.
Διάσημοι επιστήμονες όπως ο Stephen Hawking και ο Neil Degrasse Tyson έχουν προτείνει πιθανά καταστροφικά γεγονότα που θα μπορούσαν να συμβούν ως αποτέλεσμα τη χρήση του LHC, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού μίνι μαύρων οπών, της εξάλειψης της Γης και της παραγωγής καταστροφικών θεωρητικών σωματίδια γνωστά ως «strangelets». Ο Χόκινγκ έχει επίσης προειδοποιήσει ότι το μποζόνιο Χιγκς είναι μια επικίνδυνη και δυνητικά καταστροφική ανακάλυψη και θα πρέπει να έμεινα μόνος.
Ωστόσο, δύο επιθεωρήσεις που εγκρίθηκαν από την Αμερικανική Εταιρεία Φυσικής και ανατέθηκαν από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Έρευνας (CERN) απαλλάχθηκαν από τον LHC από τυχόν ανησυχίες για την ασφάλεια. Μάλιστα, όπως επισημάνθηκε εντός των εκθέσεων, οι τύποι συγκρούσεων σωματιδίων που παράγει ο LHC συμβαίνουν συνεχώς σε όλο το σύμπαν και μοιάζουν με συγκρούσεις μεταξύ κοσμικών ακτίνων εξαιρετικά υψηλής ενέργειας και της Γης, οι οποίες συμβαίνουν με ταχύτητες πολύ μεγαλύτερες από αυτές του LHC καταφέρνει.
Σχετίζεται με:Ένα μικρό ζώο είναι προφανώς το μόνο που χρειάζεται για να κλείσει ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων
Τέτοιες ανησυχίες από μεγάλα επιστημονικά πρόσωπα έχουν οδηγήσει σε πληθώρα θεωριών συνωμοσίας σχετικά με τον LHC. Οι πιο δημιουργικές θεωρίες γύρω από το Διαδίκτυο υποστηρίζουν ότι το CERN χρησιμοποιεί τον LHC για να ανοίξει πύλες στην Κόλαση, να μας μεταφέρει σε εναλλακτικές πραγματικότητες και να επικοινωνήσει με κακόβουλα όντα. Αυτά, όμως, μόνο ξύνουν την επιφάνεια. Το γεγονός ότι οι ερευνητές συζητούν ανοιχτά την πιθανότητα ο LHC να βοηθά στην ανακάλυψη αποδείξεων πολλαπλών συμπάντων ή άλλων διαστάσεων μέσα στο δικό μας μόνο προσθέτει λάδι στη συνωμοτική φωτιά.
Μια εξέχουσα πτυχή πολλών από αυτές τις θεωρίες συνωμοσίας είναι η σύνδεση του CERN με την ινδουιστική θεά της δημιουργίας και την καταστροφή, ο Σίβα, που χρησιμεύει ως μασκότ για το LHC και έχει στηθεί ένα άγαλμα στην είσοδο του LHC. Πολλοί ισχυρίζονται ότι αυτή είναι μια λεπτή παραδοχή ότι κάτι πολύ πιο αλλόκοτο συμβαίνει στο CERN. Στην πραγματικότητα, η παρουσία του αγάλματος εξηγείται εύκολα. ήταν ένα δώρο από την κυβέρνηση της Ινδίας για τον εορτασμό της ολοκλήρωσης του LHC και την αίσθηση του CERN Η θέση του Shiva ως θεάς της δημιουργίας και της καταστροφής ήταν μια κατάλληλη μεταφορά για τους LHC λειτουργία.
Τι ακολουθεί για τον LHC και τη σωματιδιακή φυσική
Τώρα λοιπόν που οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τον LHC για να βρουν το μποζόνιο Higgs, τι ακολουθεί για την υπερδομή; Η ανακάλυψη του μποζονίου Higgs είναι μόνο η αρχή. Οι ερευνητές ελπίζουν να βρουν άλλους τύπους μποζονίων και άλλα στοιχειώδη σωματίδια και να χρησιμοποιήσουν τον LHC για να ξεκινήσουν τη δοκιμή του θεωρία της υπερσυμμετρίας, η οποία υποθέτει ότι κάθε σωματίδιο ύλης έχει ένα άλλο, μεγαλύτερο αντίστοιχο κάπου αλλού στο σύμπαν.
Ο LHC έχει επίσης προγραμματιστεί να λάβει μια αναβάθμιση σε υψηλή φωτεινότητα κάποια στιγμή μετά το 2022, η οποία θα αυξήσει το φάσμα εντός του οποίου είναι ορατά τα αποτελέσματα. Με απλά λόγια, αυτό σημαίνει ότι οι ερευνητές θα μπορούν να παρατηρούν καλύτερα τις δοκιμές, καθώς οι σήραγγες θα φωτίζονται καλύτερα.
Αυτό είναι σημαντικό για προφανείς λόγους, αλλά η κύρια ανησυχία είναι ότι ο LHC μπορεί να εξαντληθεί από πιθανές ανακαλύψεις δεδομένης της τρέχουσας φωτεινότητάς του. Στην πρώιμη ζωή ενός επιταχυντή, ο αριθμός των ανακαλύψεων είναι πολύ μεγαλύτερος από ό, τι αργότερα, καθώς ο αριθμός των πραγμάτων που μπορούν να φανούν σε μια δεδομένη φωτεινότητα είναι πεπερασμένος. Ο μόνος τρόπος για να αυξηθεί ο αριθμός των πιθανών ανακαλύψεων είναι να αναβαθμιστεί η φωτεινότητα της εγκατάστασης ή η αντοχή των οργάνων της. Η αναβάθμιση θα επιτρέψει την εξέταση ακόμη πιο αινιγματικής πτυχής της σωματιδιακής φυσικής.
Οι επιστήμονες ελπίζουν ακόμη και μια μέρα να χρησιμοποιήσουν τον LHC για να κρυφοκοιτάξουν τις σφαίρες της σκοτεινής ύλης και τις δυνατότητες καθαρισμού, τις κρυφές διαστάσεις του σύμπαντος. Είναι σίγουρα ένα μακρινό πλάνο, αλλά και πάλι, η επιβεβαίωση της ύπαρξης του μποζονίου Χιγκς κάποτε θεωρούνταν όνειρο. Με το συμπάθειο.
Συστάσεις των συντακτών
- Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το αεροσκάφος Boeing 737 Max 8
- Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για την Boring Company
- Τι είναι ένα τεχνητό νευρωνικό δίκτυο; Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε
- Έργο SpaceX BFR: Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε, συμπεριλαμβανομένων των πρώτων πτήσεων
- Οι επιστήμονες του CERN έγιναν μάρτυρες της διάσπασης του σωματιδίου του μποζονίου Higgs
