즉, LHC에 관한 모든 헤드라인은 현재의 물리학 모델을 뒤집거나 차원 간 시공간에서 세계를 종말로 몰아넣을 위험이 있는 것처럼 보입니다. 입자에 대한 정보(및 잘못된 정보)가 어떻게 존재하는지를 고려하면 충돌체, 우리는 당신이 알고 싶어할 모든 것을 간략하게 설명하는 이 간단하면서도 철저한 가이드를 구성했습니다. 그것에 대해.
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대형 강입자 충돌기란 무엇입니까?
대형 강입자 충돌기는 1998년에서 2008년 사이에 건설되었으며 2009년 11월 20일에 첫 운영을 시작했습니다. 전기 결함으로 인해 수 톤의 액체 헬륨 냉각제가 공장으로 배출되는 사고로 인해 1년 동안 지연되었습니다. 터널. 이 대규모 프로젝트의 건설 비용은 무려 90억 달러에 달해 지금까지 제작된 기계 중 가장 비싼 기계가 되었습니다.
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이름에서 알 수 있듯이 LHC는 강입자(즉, 쿼크로 알려진 더 작은 아원자 입자로 만들어진 작은 입자)와 같은 작은 입자 빔을 초고속으로 서로 충돌시킵니다. 이러한 입자 빔은 약 13테라전자볼트(TeV)의 결합 에너지로 발사되어 태양 핵보다 약 1,000,000배 더 뜨거운 믿을 수 없을 정도로 밀도가 높은 입자를 생성합니다. 이것이 구조물이 지하에 보관된 많은 이유 중 하나이며, 켈빈 온도가 1.9도, 즉 절대 영도보다 거의 1.9도까지 냉각되는 이유입니다.
하지만 이것이 LHC와 관련된 유일한 인상적인 숫자는 아닙니다.
17마일 길이의 순환을 통해 약 1,600개의 자석이 곡선을 이루고 거대한 터널 주변과 서로를 향해 빔을 유도합니다. 자석은 구리로 코팅된 니오븀-티타늄의 작은 가닥으로 구성되어 있습니다. 태양까지 다섯 번 왕복하고, 달을 한 바퀴 돌고 몇 번 돌아갈 수 있을 만큼 충분히 남습니다. 잘.
모든 자성 물질은 입자 빔을 빛의 속도에 조금 못 미치는 초고속으로 가속하는 데 도움이 됩니다. 그러한 속도로 충돌하면 작은 입자가 아원자 입자로 폭발하여 충돌하고 튕겨 나옵니다. 빅 당시 우주의 상태와 유사한 고에너지 환경에서 서로 쾅. 이러한 폭발 속에서 연구자들은 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 새로운 단서를 찾습니다.
LHC에서 생산되는 방대한 양의 데이터를 수집하고 분석하기 위해 36개국에 걸쳐 170개 컴퓨팅 센터로 구성된 글로벌 네트워크가 매년 수십 페타바이트의 데이터를 처리합니다. 네트워크 그리드는 너무 커서 현재 지구상에서 가장 큰 분산 컴퓨터 그리드에 대한 기네스 세계 기록을 보유하고 있습니다.
힉스 보존과 LHC가 발견한 다른 발견들
현재 우리는 입자 물리학의 작동 방식을 설명하기 위해 입자 물리학의 표준 모델을 사용합니다. 20세기에 걸쳐 다양한 과학자들이 공식화한 표준모형은 지금까지 남아 있다. 우리가 직접 관찰할 수 있는 우주의 부분을 설명하는 데 일관성이 있습니다. 이는 전체 우주의 약 5%에 불과합니다. 우주. 이로 인해 암흑 물질과 암흑 에너지, 그리고 그들이 발휘하는 잠재적인 힘이나 상호 작용을 포함하여 우주의 나머지 95%는 SM에서 설명되지 않습니다.
우리가 하는 부분까지도 ~할 수 있다 아직 답이 나오지 않은 질문이 있다는 것을 관찰하세요. 표준 모형은 중력도 설명하지 않으며 상대성 이론과도 양립할 수 없습니다. 분명히 우리는 배울 것이 많이 남아 있습니다.
LHC가 등장하는 곳입니다. 지금까지 LHC 실험을 통해 '신의 입자'라고도 불리는 힉스 보존의 존재가 확인되었습니다. 7월 4일 LHC에서 테스트를 통해 확인되기 전까지 관찰되지 않았던 표준모형의 이론적 측면, 2012. 힉스 보손(Higgs Boson)은 우주의 모든 물질에 질량을 부여하는, 찾기 힘든 고질량 입자입니다. 기본적으로 힉스 보존은 사물이 물리적으로 존재할 수 있도록 해줍니다.
X(3872), Z(4430), Zc(3900), Y(4140)와 같은 다른 입자들도 발견되었습니다. LHC 테스트에서 관찰된 것뿐만 아니라 아직 밝혀지지 않은 수많은 다른 잠재적인 기본 입자들도 확인됨.
힉스 보존의 발견은 우주의 물리적 법칙을 이해하는 데 큰 진전을 이루었지만 더 많은 질문과 문제를 야기하기도 했습니다. 사실 LHC가 입자물리학에 관해 밝혀낸 것 중 많은 부분은 일반적인 답변보다 더 많은 질문으로 이어집니다. 따라서 연구자들은 몇 가지 답을 찾기 위해 계속해서 LHC를 사용하여 입자를 함께 폭발시킵니다.
LHC와 입자 충돌의 안전성
물론 그렇게 많은 양의 에너지와 값비싸고 강력한 장비를 다룰 때 다음과 같은 질문이 생깁니다. 이 모든 것이 안전한가요? 짧은 대답은 '그렇다'입니다. 하지만 그렇다고 해서 사람들이 수많은 종말 시나리오를 가정하는 것을 막지는 못했습니다.
스티븐 호킹(Stephen Hawking)과 닐 디그래스 타이슨(Neil Degrasse Tyson)과 같은 유명한 과학자들은 다음과 같은 결과로 발생할 수 있는 재앙적인 사건을 제안했습니다. 미니 블랙홀 형성, 지구 소멸, 파괴적인 이론 생성 등 LHC의 활용 "이상한 것"으로 알려진 입자. 호킹은 또한 힉스 입자가 위험하고 잠재적으로 파괴적인 발견이므로 경고해야 한다고 경고했습니다. 혼자 남겨지다.
그러나 유럽 핵 연구 기구(CERN)가 의뢰한 미국 물리학회 승인 검토 두 건에 따르면 LHC의 안전 문제가 해결되었습니다. 사실 지적한 대로 보고서 내에서, LHC가 생성하는 입자 충돌 유형은 우주 전체에서 끊임없이 발생하며 초고에너지 우주선과 지구 사이의 충돌은 LHC보다 훨씬 빠른 속도로 발생합니다. 성취하다.
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주요 과학계 인사들의 이러한 우려로 인해 LHC에 관한 음모론이 넘쳐나고 있습니다. 인터넷에 관한 더 창의적인 이론은 CERN이 LHC를 사용하여 지옥으로 가는 포털을 열고, 우리를 대체 현실로 이동시키고, 악의적인 존재와 통신하고 있다고 주장합니다. 그러나 이것들은 단지 표면만 긁는 것일 뿐입니다. 연구자들이 LHC가 우리 자신의 여러 우주나 다른 차원에 대한 증거를 발견하는 데 도움이 될 가능성을 공개적으로 논의한다는 사실은 음모에 연료를 추가할 뿐입니다.
이러한 음모론 중 상당수의 두드러진 측면은 CERN과 힌두 창조의 여신의 연관성입니다. LHC의 마스코트 역할을 하는 시바(Shiva)의 조각상이 입구에 세워져 있다. LHC. 많은 사람들은 이것이 CERN에서 훨씬 더 초자연적인 일이 일어나고 있다는 미묘한 인정이라고 주장합니다. 실제로 동상의 존재는 쉽게 설명됩니다. LHC 완공을 축하하기 위해 인도 정부에서 선물한 것이었고 CERN은 느꼈습니다. 창조와 파괴의 여신으로서의 시바의 지위는 LHC에 대한 적절한 은유였다. 기능.
LHC와 입자물리학의 다음 단계
이제 연구자들이 LHC를 사용하여 힉스 보존을 찾았으니, 슈퍼 구조의 다음 단계는 무엇일까요? 힉스 보존의 발견은 시작에 불과합니다. 연구자들은 다른 유형의 보존 및 기타 기본 입자를 찾고 LHC를 사용하여 테스트를 시작하기를 희망합니다. 초대칭 이론은 물질의 모든 입자가 우주 어딘가에 또 다른 더 큰 대응물을 가지고 있다고 가정합니다. 우주.
LHC는 또한 2022년 이후에 고휘도 업그레이드를 받을 예정이며, 이를 통해 결과를 볼 수 있는 스펙트럼이 증가할 것입니다. 간단히 말해서, 이는 터널의 조명이 더 밝아짐에 따라 연구자들이 테스트를 더 잘 관찰할 수 있다는 것을 의미합니다.
이는 분명한 이유로 중요하지만 가장 큰 우려는 LHC의 현재 광도를 고려할 때 잠재적인 발견이 부족할 수 있다는 것입니다. 충돌기의 초기 수명에서는 주어진 광도에서 볼 수 있는 사물의 수가 유한하기 때문에 발견의 수가 이후보다 훨씬 더 많습니다. 잠재적인 발견 횟수를 늘리는 유일한 방법은 시설의 광도나 장비의 강도를 업그레이드하는 것입니다. 업그레이드를 통해 입자 물리학의 훨씬 더 수수께끼 같은 측면을 조사할 수 있습니다.
과학자들은 언젠가는 LHC를 사용하여 암흑 물질의 영역을 들여다보고 우주의 숨겨진 차원과 잠재력을 탐구할 수 있기를 바라고 있습니다. 물론 쉽지 않은 일이지만, 힉스 보손의 존재를 확인하는 것은 한때 헛된 꿈으로 여겨졌습니다. 말장난 의도는 없습니다.
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