To znamená, že sa tiež zdá, že každý titulok týkajúci sa LHC hrozí buď zvrhnutím súčasného modelu fyziky, alebo otvorením svetoznámej trhliny v interdimenzionálnom časopriestore. Vzhľadom na to, aké sú informácie (a dezinformácie, ak na to príde) o častici collider, zostavili sme tohto jednoduchého, no vyčerpávajúceho sprievodcu, ktorý obsahuje všetko, čo by ste mohli chcieť vedieť o tom.
Odporúčané videá
Čo je to Veľký hadrónový urýchľovač?
Veľký hadrónový urýchľovač bol skonštruovaný v rokoch 1998 až 2008 a svoju prvú prevádzku začal 20. novembra 2009 po ročné oneskorenie v dôsledku nehody, pri ktorej došlo v dôsledku elektrickej poruchy k úniku niekoľkých ton tekutého héliového chladiva do tunel. Stavba tohto masívneho projektu stála ohromujúcich 9 miliárd dolárov, čo z neho robí najdrahší stroj, aký bol kedy vyrobený.
Súvisiace
- Čo je umelá inteligencia? Tu je všetko, čo potrebujete vedieť
- CERN plánuje postaviť masívny urýchľovač častíc, ktorý prevýši LHC
- Čo je to Hyperloop? Tu je všetko, čo potrebujete vedieť
Ako už názov napovedá, LHC rozbíja lúče malých častíc, ako sú hadróny - t.j. malé častice vyrobené z ešte menších subatomárnych častíc známych ako kvarky - do seba ultra vysokou rýchlosťou. Tieto časticové lúče sú vypustené s približne 13 teraelektronvoltmi (TeV) kombinovanej energie, čo vedie k neuveriteľne hustým časticiam, ktoré sú asi 1 000 000-krát teplejšie ako jadro Slnka. Toto je jeden z mnohých dôvodov, prečo je štruktúra umiestnená pod zemou a prečo je ochladená na 1,9 stupňa Kelvina alebo takmer 1,9 stupňa nad absolútnou nulou.
To však nie sú jediné pôsobivé čísla spojené s LHC.
V celej 17-míľovej slučke sa približne 1 600 magnetov zakrivuje a nasmeruje lúče okolo masívneho tunela a jeden do druhého. Magnety sú tvorené malými vláknami stočeného nióbu-titánu potiahnutého meďou, ktoré – ak by sa rozplietli – by dostať sa k Slnku a späť päťkrát, pričom vám zostane dosť na to, aby sa niekoľkokrát obtočil okolo Mesiaca a späť dobre.
Všetok tento magnetický materiál pomáha urýchľovať lúče častíc na super vysoké rýchlosti, ktoré sa podobajú rýchlosti svetla. Keď sa zrazia takou rýchlosťou, drobné častice explodujú na subatomárne častice, zrútia sa a odrazia sa. jeden druhého vo vysokoenergetickom prostredí, ktoré je podobné podmienkam vesmíru v čase Veľkého Bang. V rámci týchto výbuchov výskumníci hľadajú nové stopy o tom, ako vesmír funguje.
Aby bolo možné zhromaždiť a analyzovať obrovské množstvo údajov produkovaných LHC, globálna sieť 170 výpočtových centier rozmiestnených v 36 krajinách každoročne spracuje desiatky petabajtov údajov. Sieťová sieť je taká veľká, že v súčasnosti drží Guinnessov svetový rekord za najväčšiu distribuovanú počítačovú sieť na Zemi.
Higgsov bozón a ďalšie objavy LHC
V súčasnosti používame štandardný model časticovej fyziky na vysvetlenie fungovania časticovej fyziky. Štandardný model, ktorý v priebehu 20. storočia sformulovali rôzni vedci, zatiaľ zostal zachovaný konzistentné vo vysvetľovaní častí vesmíru, ktoré sú pre nás priamo pozorovateľné – čo je len asi 5 percent vesmíru vesmír. To ponecháva zvyšných 95 percent vesmíru nezohľadnených v SM, vrátane temnej hmoty a temnej energie a akýchkoľvek potenciálnych síl alebo interakcií, ktoré vyvíjajú.
Dokonca aj časti my môcť mať niekoľko otázok, ktoré nie sú zodpovedané. Štandardný model nezohľadňuje ani gravitáciu a je nezlučiteľný s teóriou relativity. Je jasné, že sa máme ešte veľa čo učiť.
Tu prichádza na scénu LHC. Experimenty na LHC doteraz potvrdili existenciu Higgsovho bozónu, známeho ako „Božia častica“, ktorá bola dôležitou teoretický aspekt štandardného modelu, ktorý nebol nikdy pozorovaný, kým nebol potvrdený testom na LHC 4. júla, 2012. Higgsov bozón je nepolapiteľná častica s vysokou hmotnosťou, ktorá je tou pravou vecou, ktorá dáva hmotu všetkej hmote vo vesmíre – v podstate to umožňuje veciam fyzicky existovať.
Iné častice, ako napríklad exotické hadróny X(3872), Z(4430), Zc (3900) a Y(4140), boli tiež pozorované v testoch LHC, ako aj množstvo ďalších potenciálnych elementárnych častíc, ktoré ešte neboli potvrdil.
Objav Higgsovho bozónu bol veľkým krokom vpred k pochopeniu fyzikálnych zákonov vesmíru, no zároveň vyvolal ešte viac otázok a problémov. V skutočnosti veľa z toho, čo LHC objavil o fyzike častíc, vedie k viacerým otázkam ako odpovediam vo všeobecnosti. Výskumníci teda pokračujú v používaní LHC na spoločné odstreľovanie častíc v nádeji, že nájdu nejaké odpovede.
Bezpečnosť LHC a kolízie častíc
Samozrejme, keď sa zaoberáte takým vysokým množstvom energie a drahými, výkonnými zariadeniami, vyvstáva otázka: je toto všetko bezpečné? Krátka odpoveď je áno, ale to nezabránilo ľuďom predkladať hypotézy o akomkoľvek počte scenárov súdneho dňa.
Známi vedci ako Stephen Hawking a Neil Degrasse Tyson navrhli možné katastrofické udalosti, ktoré by mohli nastať v dôsledku používanie LHC vrátane vytvárania mini čiernych dier, vyhladzovania Zeme a výroby deštruktívnych teoretických častice známe ako „drangelets“. Hawking tiež varoval, že Higgsov bozón je nebezpečný a potenciálne deštruktívny objav a mal by byť ponechaný sám.
Dve hodnotenia schválené Americkou fyzikálnou spoločnosťou, ktoré si objednala Európska organizácia pre jadrový výskum (CERN), však zbavili LHC akýchkoľvek bezpečnostných obáv. V skutočnosti, ako bolo zdôraznené v rámci správTypy zrážok častíc, ktoré LHC produkuje, sa dejú neustále v celom vesmíre a podobajú sa na kolízie medzi ultravysokoenergetickým kozmickým žiarením a Zemou, ku ktorým dochádza pri oveľa vyšších rýchlostiach ako LHC dosiahne.
Súvisiace:Na vypnutie Veľkého hadrónového urýchľovača zrejme stačí jedno malé zviera
Takéto obavy veľkých vedeckých osobností viedli k premnoženiu konšpiračných teórií týkajúcich sa LHC. Kreatívnejšie teórie okolo internetu tvrdia, že CERN používa LHC na otváranie portálov do pekla, na prepravu do alternatívnych realít a na komunikáciu so škodlivými bytosťami. Tie však len poškriabajú povrch. Skutočnosť, že výskumníci otvorene diskutujú o možnosti, že LHC pomáha objavovať dôkazy o existencii viacerých vesmírov alebo iných dimenzií v našej vlastnej, len pridáva palivo do konšpiračného ohňa.
Významným aspektom mnohých z týchto konšpiračných teórií je spojenie CERN-u s hinduistickou bohyňou stvorenia. a ničenia, Shiva, ktorý slúži ako maskot pre LHC a nechal postaviť sochu vo vchode do LHC. Mnohí tvrdia, že ide o nenápadné priznanie, že v CERN-e sa deje niečo oveľa viac z iného sveta. V skutočnosti sa prítomnosť sochy dá ľahko vysvetliť; bol to dar od indickej vlády na oslavu dokončenia LHC a pocitu CERNu Šivov status ako bohyne stvorenia a ničenia bol vhodnou metaforou pre LHC funkciu.
Čo bude ďalej pre LHC a fyziku častíc
Takže teraz, keď vedci použili LHC na nájdenie Higgsovho bozónu, čo bude ďalej s nadstavbou? Objav Higgsovho bozónu je len začiatok. Výskumníci dúfajú, že nájdu iné typy bozónov a iných elementárnych častíc a pomocou LHC začnú testovať teória supersymetrie, ktorá predpokladá, že každá častica hmoty má iný, väčší náprotivok niekde inde vesmír.
LHC má tiež dostať upgrade na vysokú svietivosť niekedy po roku 2022, čím sa zväčší spektrum, v rámci ktorého sú viditeľné výsledky. Jednoducho povedané, výskumníci budú môcť lepšie pozorovať testy, pretože tunely budú lepšie osvetlené.
Je to dôležité zo zrejmých dôvodov, ale hlavnou obavou je, že LHC môže vzhľadom na jeho súčasnú svietivosť dochádzať potenciálne objavy. V ranom živote urýchľovača je počet objavov oveľa väčší ako neskôr, pretože počet vecí, ktoré možno vidieť pri danej svietivosti, je konečný. Jediný spôsob, ako zvýšiť počet potenciálnych objavov, je zlepšiť svietivosť zariadenia alebo silu jeho prístrojov. Aktualizácia by mala umožniť preskúmanie ešte záhadnejších aspektov fyziky častíc.
Vedci dokonca dúfajú, že jedného dňa pomocou LHC nahliadnu do ríš temnej hmoty a preskúmajú potenciál, skryté dimenzie vesmíru. Iste, je to beh na dlhé trate, no potvrdenie existencie Higgsovho bozónu sa kedysi považovalo za sny. Žiadna slovná hračka.
Odporúčania redaktorov
- Všetko, čo potrebujete vedieť o lietadle Boeing 737 Max 8
- Tu je všetko, čo potrebujete vedieť o Boring Company
- Čo je umelá neurónová sieť? Tu je všetko, čo potrebujete vedieť
- Projekt SpaceX BFR: Všetko, čo potrebujete vedieť, vrátane prvých letov
- Vedci z CERN-u boli svedkami rozpadu častice Higgsovho bozónu
