Тем не менее, кажется, что каждый заголовок, касающийся БАКа, угрожает либо опрокинуть текущую модель физики, либо открыть смертельный разрыв в межпространственном пространстве-времени. Учитывая, насколько информация (и дезинформация, если уж на то пошло) существует о частице коллайдер, мы собрали это простое, но исчерпывающее руководство, в котором изложено все, что вы, возможно, захотите знать. об этом.
Рекомендуемые видео
Что такое Большой адронный коллайдер?
Большой адронный коллайдер был построен в период с 1998 по 2008 год и начал свою первую эксплуатацию 20 ноября 2009 года после задержка длиной в год из-за инцидента, когда из-за неисправности электрической системы в систему попало несколько тонн жидкого гелиевого теплоносителя. туннель. Строительство масштабного проекта обошлось в ошеломляющие 9 миллиардов долларов, что сделало его самой дорогой машиной, когда-либо созданной.
Связанный
- Что такое искусственный интеллект? Вот все, что вам нужно знать
- ЦЕРН планирует построить массивный коллайдер частиц, который затмит БАК
- Что такое Гиперлуп? Вот все, что вам нужно знать
Как следует из названия, БАК сталкивает пучки крошечных частиц, таких как адроны, — то есть маленьких частиц, состоящих из еще более мелких субатомных частиц, известных как кварки, — друг в друга на сверхвысоких скоростях. Эти пучки частиц запускаются с суммарной энергией около 13 тераэлектронвольт (ТэВ), в результате чего образуются невероятно плотные частицы, которые примерно в 1 000 000 раз горячее ядра Солнца. Это одна из многих причин, по которой сооружение расположено под землей, и почему оно охлаждается до 1,9 градуса Кельвина, или почти на 1,9 градуса выше абсолютного нуля.
Однако это не единственные впечатляющие цифры, связанные с БАК.
На протяжении 17-мильной петли около 1600 магнитов изгибаются и направляют лучи вокруг массивного туннеля и друг в друга. Магниты состоят из крошечных нитей ниобия-титана с медным покрытием, которые, если их распутать, могут дотянуться до Солнца и обратно пять раз, оставив достаточно, чтобы несколько раз обернуться вокруг Луны и вернуться обратно. хорошо.
Весь этот магнитный материал помогает ускорять пучки частиц до сверхвысоких скоростей, чуть-чуть не дотягивающих до скорости света. Когда они сталкиваются на таких скоростях, крошечные частицы взрываются на субатомные частицы, сталкиваясь и отскакивая. друг друга в высокоэнергетической среде, похожей на условия Вселенной во времена Большого Хлопнуть. В этих взрывах исследователи ищут новые подсказки о том, как устроена Вселенная.
Чтобы собрать и проанализировать огромные объемы данных, производимых БАКом, глобальная сеть из 170 вычислительных центров, расположенных в 36 странах, ежегодно обрабатывает десятки петабайт данных. Сетевая сеть настолько велика, что в настоящее время она удерживается в Книге рекордов Гиннеса как самая большая распределенная компьютерная сеть на Земле.
Бозон Хиггса и другие открытия, сделанные БАКом
В настоящее время мы используем Стандартную модель физики элементарных частиц, чтобы объяснить, как работает физика элементарных частиц. Стандартная модель, сформулированная на протяжении ХХ века различными учеными, до сих пор остается последовательны в объяснении тех частей Вселенной, которые мы наблюдаем непосредственно — а это лишь около 5 процентов вселенная. В результате оставшиеся 95 процентов Вселенной остаются неучтенными в SM, включая темную материю и темную энергию, а также любые потенциальные силы или взаимодействия, которые они оказывают.
Даже те части, которые мы может наблюдайте, есть некоторые вопросы, на которые еще нет ответа. Стандартная модель даже не учитывает гравитацию и несовместима с теорией относительности. Очевидно, нам еще многому предстоит научиться.
Вот здесь и появляется БАК. На данный момент эксперименты на БАК подтвердили существование бозона Хиггса, также известного как «Частица Бога», который был важным теоретический аспект Стандартной модели, который никогда не наблюдался, пока не был подтвержден испытанием на БАК 4 июля, 2012. Бозон Хиггса — это неуловимая частица с большой массой, которая придает массу всей материи во Вселенной — по сути, это то, что позволяет вещам физически существовать.
Другие частицы, такие как экзотические адроны X(3872), Z(4430), Zc (3900) и Y(4140), также были исследованы. наблюдаемые в тестах LHC, а также ряд других потенциальных элементарных частиц, которые еще предстоит изучить. подтвержденный.
Открытие бозона Хиггса стало важным шагом вперед в понимании физических законов Вселенной, но оно также породило еще больше вопросов и проблем. Фактически, многое из того, что БАК обнаружил в физике элементарных частиц, в целом вызывает больше вопросов, чем ответов. Итак, исследователи продолжают использовать БАК для объединения частиц в надежде найти ответы.
Безопасность БАКа и столкновение частиц
Конечно, имея дело с такими большими объемами энергии и дорогим и мощным оборудованием, возникает вопрос: безопасно ли все это? Короткий ответ – да, но это не помешало людям выдвигать гипотезы о любом количестве сценариев конца света.
Известные ученые, такие как Стивен Хокинг и Нил Деграсс Тайсон, предположили возможные катастрофические события, которые могут произойти в результате использование БАКа, включая образование мини-черных дыр, уничтожение Земли и создание разрушительных теоретических частицы, известные как «странжлеты». Хокинг также предупредил, что бозон Хиггса является опасным и потенциально разрушительным открытием, и его следует остался один.
Однако два обзора, одобренных Американским физическим обществом и проведенных по заказу Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН), очистили БАК от любых проблем с безопасностью. В действительности, как указывалось в отчетах, типы столкновений частиц, которые производит БАК, происходят постоянно по всей Вселенной и напоминают столкновения между космическими лучами сверхвысоких энергий и Землей, которые происходят на скоростях, намного превышающих скорость БАКа. выполняет.
Связанный:Одного маленького животного, по-видимому, достаточно, чтобы остановить Большой адронный коллайдер.
Подобные опасения со стороны крупных научных деятелей привели к избытку теорий заговора относительно БАКа. Более творческие теории в Интернете утверждают, что ЦЕРН использует БАК для открытия порталов в ад, для перемещения нас в альтернативные реальности и для общения со злонамеренными существами. Однако они лишь царапают поверхность. Тот факт, что исследователи открыто обсуждают возможность того, что БАК поможет найти доказательства существования множественных вселенных или других измерений внутри нашего собственного, только подливает масла в огонь заговора.
Важным аспектом многих из этих теорий заговора является связь ЦЕРН с индуистской богиней творения. и разрушение, Шива, который служит талисманом БАК и воздвиг статую у входа в БАК. БАК. Многие утверждают, что это тонкое признание того, что в ЦЕРНе происходит нечто гораздо более потустороннее. На самом деле присутствие статуи легко объяснить; это был подарок правительства Индии в честь завершения строительства БАКа, и ЦЕРН почувствовал Статус Шивы как богини созидания и разрушения был подходящей метафорой для БАКа. функция.
Что будет дальше с БАКом и физикой элементарных частиц
Итак, теперь, когда исследователи использовали БАК для поиска бозона Хиггса, что будет дальше со сверхструктурой? Открытие бозона Хиггса — это только начало. Исследователи надеются найти другие типы бозонов и других элементарных частиц и использовать БАК, чтобы начать тестирование теория суперсимметрии, которая утверждает, что каждая частица материи имеет другую, более крупную копию где-то в другом месте. вселенная.
Планируется, что БАК также получит модернизацию до высокой светимости где-то после 2022 года, что увеличит спектр, в котором будут видны результаты. Проще говоря, это означает, что исследователи смогут лучше наблюдать за испытаниями, поскольку туннели будут лучше освещены.
Это важно по очевидным причинам, но главная проблема заключается в том, что на БАКе, возможно, заканчиваются потенциальные открытия, учитывая его нынешнюю светимость. На заре существования коллайдера количество открытий значительно больше, чем на более поздних стадиях, поскольку количество вещей, которые можно увидеть при данной светимости, конечно. Единственный способ увеличить количество потенциальных открытий — повысить яркость объекта или мощность его инструментов. Обновление должно позволить изучить еще более загадочные аспекты физики элементарных частиц.
Ученые даже надеются однажды использовать БАК, чтобы заглянуть в мир темной материи и исследовать потенциальные, скрытые измерения Вселенной. Конечно, это маловероятно, но опять же, подтверждение существования бозона Хиггса когда-то считалось несбыточной мечтой. Никаких каламбуров.
Рекомендации редакции
- Все, что вам нужно знать о самолете Boeing 737 Max 8
- Вот все, что вам нужно знать о Boring Company
- Что такое искусственная нейронная сеть? Вот все, что вам нужно знать
- Проект SpaceX BFR: все, что вам нужно знать, включая первые полеты
- Ученые ЦЕРН стали свидетелями распада бозона Хиггса
