Näyttää kuitenkin siltä, että jokainen LHC: tä koskeva otsikko uhkaa joko kaataa nykyisen fysiikan mallin tai avata maailmanloppuun ulottuvan kyynelten moniulotteisessa aika-avaruudessa. Ottaen huomioon, kuinka tietoa (ja väärää tietoa) on hiukkasesta Collider, olemme koonneet tämän yksinkertaisen mutta kattavan oppaan, jossa hahmotellaan kaikki, mitä saatat haluta tietää siitä.
Suositellut videot
Mikä on Large Hadron Collider?
Large Hadron Collider rakennettiin vuosina 1998–2008, ja se aloitti ensimmäisen toimintansa 20. marraskuuta 2009. vuoden mittainen viive tapahtumasta, jossa sähkövika johti useiden tonnien nestemäisen heliumin jäähdytysnesteen ilmaantumiseen tunneli. Massiivisen projektin rakentaminen maksoi huikeat 9 miljardia dollaria, mikä teki siitä kalleimman koskaan rakennettun koneen.
Liittyvät
- Mikä on tekoäly? Tässä on kaikki, mitä sinun tarvitsee tietää
- CERN suunnittelee rakentavansa massiivisen hiukkastörmäimen, joka kääpiöi LHC: n
- Mikä on Hyperloop? Tässä on kaikki, mitä sinun tarvitsee tietää
Kuten nimestä voi päätellä, LHC murskaa toisiinsa pienten hiukkasten, kuten hadronien, eli pienten hiukkasten, jotka koostuvat vielä pienemmistä subatomisista hiukkasista, jotka tunnetaan kvarkeina, säteitä toisiinsa erittäin suurilla nopeuksilla. Nämä hiukkassäteet laukaistaan noin 13 teraelektronivoltin (TeV) yhdistetyn energian avulla, mikä johtaa uskomattoman tiheisiin hiukkasiin, jotka ovat noin 1 000 000 kertaa kuumempia kuin Auringon ydin. Tämä on yksi monista syistä, miksi rakennelma on sijoitettu maan alle ja miksi se on jäähtynyt 1,9 Kelvin-asteeseen tai lähes 1,9 asteeseen absoluuttisen nollan yläpuolelle.
Nämä eivät kuitenkaan ole ainoita vaikuttavia lukuja, jotka liittyvät LHC: hen.
Koko 17 mailin pituisen silmukan aikana noin 1 600 magneettia kaareutuu ja suuntaa säteet massiivisen tunnelin ympärille ja toisiinsa. Magneetit koostuvat pienistä kierretyistä kuparipinnoitetusta niobium-titaanista, jotka purettaessa tavoittaa Aurinkoa ja takaisin viisi kertaa niin paljon jäljellä, että se kietoutuu kuun ympärille ja takaisin muutaman kerran hyvin.
Kaikki tämä magneettinen materiaali auttaa kiihdyttämään hiukkassäteitä erittäin suuriin nopeuksiin vain valon nopeuden takia. Kun ne törmäävät sellaisilla nopeuksilla, pienet hiukkaset räjähtävät subatomisiksi hiukkasiksi, törmäävät ja pomppivat pois toisiaan korkean energian ympäristössä, joka on samanlainen kuin universumin olosuhteet Suuren aikaan Pamaus. Näissä räjähdyksissä tutkijat etsivät uusia vihjeitä maailmankaikkeuden toiminnasta.
LHC: n tuottamien valtavien tietomäärien keräämiseksi ja analysoimiseksi 170 laskentakeskuksen maailmanlaajuinen verkosto, joka jakautuu 36 maahan, murskaa kymmeniä petatavuja dataa vuosittain. Verkko on niin suuri, että sillä on tällä hetkellä Guinnessin maailmanennätys maan suurimmasta hajautetusta tietokoneverkosta.
Higgsin bosoni ja muut LHC: n tekemät löydöt
Tällä hetkellä käytämme hiukkasfysiikan standardimallia selittääksemme, kuinka hiukkasfysiikka toimii. Standardimalli, jonka useat tiedemiehet muotoilivat 1900-luvun aikana, on toistaiseksi säilynyt johdonmukaisesti selittämään meille suoraan havaittavissa olevia maailmankaikkeuden osia - mikä on vain noin 5 prosenttia universumi. Tämä jättää loput 95 prosenttia maailmankaikkeudesta huomioimatta SM: ssä, mukaan lukien pimeä aine ja pimeä energia sekä kaikki mahdolliset voimat tai vuorovaikutukset, joita ne aiheuttavat.
Jopa osamme voi huomaa, että sinulla on joitain vielä vastaamattomia kysymyksiä. Vakiomalli ei edes ota huomioon painovoimaa, eikä se ole yhteensopiva suhteellisuusteorian kanssa. On selvää, että meillä on vielä paljon opittavaa.
Siellä LHC tulee mukaan. Tähän mennessä LHC-kokeet ovat vahvistaneet Higgsin bosonin, alias "jumalahiukkasen", olemassaolon, joka oli tärkeä Standardimallin teoreettinen puoli, jota ei koskaan havaittu ennen kuin se vahvistettiin testissä LHC: ssä 4. heinäkuuta, 2012. Higgsin bosoni on vaikeasti mahdoton, suurimassainen hiukkanen, joka on juuri se asia, joka antaa massan kaikelle universumin aineelle – periaatteessa se mahdollistaa asioiden fyysisen olemassaolon.
Muita hiukkasia, kuten eksoottisia hadroneja X(3872), Z(4430), Zc (3900) ja Y(4140), on myös löydetty. LHC-testeissä havaittuja, samoin kuin monia muita mahdollisia alkuainehiukkasia, joita ei vielä ole vahvistettu.
Higgsin bosonin löytäminen oli suuri edistysaskel maailmankaikkeuden fyysisten lakien ymmärtämisessä, mutta se herätti myös entistä enemmän kysymyksiä ja ongelmia. Itse asiassa suuri osa siitä, mitä LHC on paljastanut hiukkasfysiikasta, johtaa enemmän kysymyksiin kuin vastauksia yleensä. Joten tutkijat jatkavat LHC: n käyttöä hiukkasten räjäyttämiseen yhdessä toivoen löytävänsä vastauksia.
LHC: n ja hiukkasten törmäyksen turvallisuus
Tietysti, kun käsitellään niin suuria energiamääriä ja kalliita, tehokkaita laitteita, kysymys kuuluu: onko tämä kaikki turvallista? Lyhyt vastaus on kyllä, mutta se ei ole estänyt ihmisiä olettamasta useita tuomiopäivän skenaarioita.
Tunnetut tiedemiehet, kuten Stephen Hawking ja Neil Degrasse Tyson, ovat ehdottaneet mahdollisia katastrofaalisia tapahtumia, jotka voivat tapahtua LHC: n käyttö, mukaan lukien minimustien aukkojen muodostuminen, maapallon hävittäminen ja tuhoisan teoreettisen hiukkasia, jotka tunnetaan nimellä "strangelets". Hawking on myös varoittanut, että Higgsin bosoni on vaarallinen ja mahdollisesti tuhoisa löytö, ja sen pitäisi olla jätetty yksin.
Kaksi American Physical Societyn hyväksymää Euroopan ydintutkimusjärjestön (CERN) tilaamaa katsausta ovat kuitenkin poistaneet LHC: n kaikista turvallisuusongelmista. Itse asiassa, kuten huomautettiin raporttien sisällä, LHC: n aiheuttamia hiukkasten törmäyksiä tapahtuu jatkuvasti kaikkialla universumissa ja muistuttavat ultrasuurienergisten kosmisten säteiden ja maan väliset törmäykset, jotka tapahtuvat paljon suuremmilla nopeuksilla kuin LHC saa aikaan.
Aiheeseen liittyvä:Ilmeisesti yksi pieni eläin riittää suuren hadronitörmäyttimen sammuttamiseen
Tällaiset suurten tieteellisten henkilöiden huolenaiheet ovat johtaneet LHC: tä koskevien salaliittoteorioiden tulvaan. Internetin ympärillä olevat luovemmat teoriat väittävät, että CERN käyttää LHC: tä avatakseen portaaleja helvettiin, kuljettaakseen meidät vaihtoehtoisiin todellisuuksiin ja kommunikoidakseen ilkeiden olentojen kanssa. Nämä kuitenkin vain raaputtavat pintaa. Se tosiasia, että tutkijat keskustelevat avoimesti mahdollisuudesta, että LHC auttaa löytämään todisteita useista universumeista tai muista ulottuvuuksista omassamme, vain lisää polttoainetta salaliittotulelle.
Näkyvä osa monista näistä salaliittoteorioista on CERNin yhteys hindujen luomisen jumalattareen. ja tuho, Shiva, joka toimii LHC: n maskottina ja jonka sisäänkäynnille on pystytetty patsas. LHC. Monet väittävät, että tämä on hienovarainen tunnustus, että CERNissä tapahtuu jotain paljon muuta maailmaa. Todellisuudessa patsaan läsnäolo on helppo selittää; se oli lahja Intian hallitukselta LHC: n valmistumisen ja CERN-huovan kunniaksi Shivan asema luomisen ja tuhon jumalattarina oli sopiva metafora LHC: lle toiminto.
Mitä seuraavaksi LHC: lle ja hiukkasfysiikalle?
Joten nyt, kun tutkijat ovat käyttäneet LHC: tä löytääkseen Higgsin bosonin, mitä tapahtuu superrakenteelle seuraavaksi? Higgsin bosonin löytäminen on vasta alkua. Tutkijat toivovat löytävänsä muun tyyppisiä bosoneja ja muita alkuainehiukkasia ja käyttävänsä LHC: tä alkaakseen testata supersymmetriateoria, jonka mukaan jokaisella aineen hiukkasella on toinen, suurempi vastine jossain muualla universumi.
LHC: n on myös tarkoitus saada päivitys korkeaan valoisuuteen joskus vuoden 2022 jälkeen, mikä lisää spektriä, jossa tulokset näkyvät. Yksinkertaisesti sanottuna tämä tarkoittaa, että tutkijat voivat tarkkailla testejä paremmin, koska tunnelit ovat paremmin valaistuja.
Tämä on tärkeää ilmeisistä syistä, mutta suurin huolenaihe on, että LHC: stä saattaa olla loppumassa mahdolliset löydöt sen nykyisen valoisuuden vuoksi. Törmäimen alkuvaiheessa löytöjen määrä on huomattavasti suurempi kuin myöhemmin, koska tietyllä valovoimalla nähtävissä olevien asioiden määrä on rajallinen. Ainoa tapa lisätä mahdollisten löytöjen määrää on parantaa laitoksen valovoimaa tai sen instrumenttien vahvuutta. Päivityksen pitäisi mahdollistaa vieläkin hämmentävämpiä hiukkasfysiikan näkökohtia.
Tiedemiehet jopa toivovat voivansa jonain päivänä käyttää LHC: tä kurkistaakseen pimeän aineen ulottuvuuksiin ja tutkiakseen universumin potentiaalisia, piilotettuja ulottuvuuksia. Se on toki pitkä matka, mutta sitten taas Higgsin bosonin olemassaolon vahvistamista pidettiin kerran unelmana. Ei tarkoitettu sanailua.
Toimittajien suositukset
- Kaikki mitä sinun tulee tietää Boeing 737 Max 8 -lentokoneesta
- Tässä on kaikki, mitä sinun tulee tietää Boring Companysta
- Mikä on keinotekoinen hermoverkko? Tässä on kaikki, mitä sinun tarvitsee tietää
- SpaceX BFR -projekti: Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää, mukaan lukien ensimmäiset lennot
- CERNin tutkijat ovat nähneet Higgsin bosonihiukkasen hajoamisen
