Kljub temu se zdi, da vsak naslov v zvezi z LHC grozi, da bo ovrgel trenutni model fizike ali odprl razpoko, ki konča svet v meddimenzionalnem prostoru-času. Glede na to, kakšne informacije (in dezinformacije, glede tega) obstajajo o delcu trkalnik, smo sestavili ta preprost, a izčrpen vodnik, ki opisuje vse, kar bi morda radi vedeli o tem.
Priporočeni videoposnetki
Kaj je veliki hadronski trkalnik?
Veliki hadronski trkalnik je bil zgrajen med letoma 1998 in 2008 in je začel svojo prvo operativno vožnjo 20. novembra 2009, po enoletna zamuda zaradi incidenta, ko je električna napaka povzročila, da je več ton hladilne tekočine iz tekočega helija izteklo v tunel. Izdelava ogromnega projekta je stala vrtoglavih 9 milijard dolarjev, zaradi česar je bil najdražji stroj, ki je bil kdajkoli izdelan.
Povezano
- Kaj je umetna inteligenca? Tukaj je vse, kar morate vedeti
- CERN načrtuje izgradnjo masivnega trkalnika delcev, ki bo zasenčil LHC
- Kaj je Hyperloop? Tukaj je vse, kar morate vedeti
Kot že ime pove, LHC z zelo visokimi hitrostmi zbija žarke drobnih delcev, kot so hadroni – tj. majhne delce, sestavljene iz še manjših subatomskih delcev, znanih kot kvarki. Ti žarki delcev se sprožijo s približno 13 teraelektronvolti (TeV) kombinirane energije, kar povzroči neverjetno goste delce, ki so približno 1.000.000-krat bolj vroči od Sončevega jedra. To je eden od mnogih razlogov, zakaj je zgradba nameščena pod zemljo in zakaj je ohlajena na 1,9 stopinje Kelvina ali skoraj 1,9 stopinje nad absolutno ničlo.
Vendar to niso edine impresivne številke, povezane z LHC.
Skozi 17 milj dolgo zanko okoli 1600 magnetov ukrivlja in usmerja žarke okoli ogromnega tunela in enega v drugega. Magneti so sestavljeni iz drobnih pramenov niobija in titana, prevlečenih z bakrom, ki bi – če bi jih razpletli – dosežete sonce in nazaj petkrat, pri čemer ostane dovolj, da se nekajkrat ovije okoli lune in nazaj dobro.
Ves ta magnetni material pomaga pospeševati žarke delcev do super visokih hitrosti, ki so le sramežljive svetlobne hitrosti. Ko trčijo pri takšnih hitrostih, drobni delci eksplodirajo v subatomske delce, trčijo in se odbijajo drug drugega v visokoenergetskem okolju, ki je podobno razmeram v vesolju v času velikega Pok. Znotraj teh eksplozij raziskovalci iščejo nove namige o delovanju vesolja.
Za zbiranje in analizo ogromnih količin podatkov, ki jih proizvede LHC, globalna mreža 170 računalniških centrov, ki se razprostirajo v 36 državah, vsako leto obdela na desetine petabajtov podatkov. Omrežna mreža je tako velika, da trenutno drži Guinnessov svetovni rekord za največjo porazdeljeno računalniško mrežo na Zemlji.
Higgsov bozon in druga odkritja LHC
Trenutno uporabljamo standardni model fizike delcev, da razložimo, kako deluje fizika delcev. Standardni model, ki so ga tekom 20. stoletja oblikovali različni znanstveniki, je tako ostal dosledno razlaga dele vesolja, ki jih lahko neposredno opazujemo - kar je le približno 5 odstotkov vesolje. Zaradi tega ostane preostalih 95 odstotkov vesolja neobjavljenih v SM, vključno s temno snovjo in temno energijo ter morebitnimi silami ali interakcijami, ki jih izvajajo.
Celo deli mi lahko opazujte, imate nekaj še neodgovorjenih vprašanj. Standardni model ne upošteva niti gravitacije in ni združljiv s teorijo relativnosti. Jasno je, da se moramo še veliko naučiti.
Tu nastopi LHC. Doslej so poskusi LHC potrdili obstoj Higgsovega bozona, imenovanega »božji delec«, ki je bil pomemben teoretični vidik standardnega modela, ki ni bil nikoli opažen, dokler ni bil potrjen s testom na LHC 4. julija, 2012. Higgsov bozon je izmuzljiv delec z veliko maso, ki daje maso vsej materiji v vesolju - v bistvu je to tisto, kar stvarem omogoča fizični obstoj.
Tudi drugi delci, kot so eksotični hadroni X(3872), Z(4430), Zc (3900) in Y(4140), opaženi pri LHC testih, pa tudi številni drugi potencialni osnovni delci, ki jih še čakajo potrjeno.
Odkritje Higgsovega bozona je bil velik korak naprej pri razumevanju fizikalnih zakonov vesolja, vendar je sprožilo še več vprašanj in težav. Pravzaprav veliko tega, kar je LHC odkril o fiziki delcev, vodi do več vprašanj kot odgovorov na splošno. Zato raziskovalci še naprej uporabljajo LHC za skupno razstreljevanje delcev v upanju, da bodo našli nekaj odgovorov.
Varnost LHC in trk delcev
Seveda se ob tako velikih količinah energije in dragi, zmogljivi opremi postavlja vprašanje: ali je vse to varno? Kratek odgovor je pritrdilen, vendar to ljudi ni preprečilo, da bi postavili hipotezo o številnih scenarijih konca sveta.
Znani znanstveniki, kot sta Stephen Hawking in Neil Degrasse Tyson, so predlagali možne katastrofalne dogodke, ki bi se lahko zgodili kot posledica uporabo LHC, vključno z nastankom mini črnih lukenj, uničenjem Zemlje in proizvodnjo uničujočih teoretičnih delci, znani kot "strangelets". Hawking je tudi opozoril, da je Higgsov bozon nevarno in potencialno uničujoče odkritje in bi ga morali prepuščen samemu sebi.
Vendar sta dva pregleda, ki ju je potrdilo Ameriško fizikalno društvo in ju je naročila Evropska organizacija za jedrske raziskave (CERN), odpravila morebitne pomisleke glede varnosti LHC. Pravzaprav, kot je bilo poudarjeno znotraj poročil, se vrste trkov delcev, ki jih proizvaja LHC, nenehno dogajajo po vsem vesolju in so podobne trki med ultravisokoenergijskimi kozmičnimi žarki in Zemljo, ki se zgodijo pri hitrostih, veliko večjih od hitrosti LHC doseže.
Sorodno:Ena majhna žival je očitno vse, kar je potrebno za zaustavitev velikega hadronskega trkalnika
Takšni pomisleki velikih znanstvenih osebnosti so pripeljali do množice teorij zarote glede LHC. Bolj ustvarjalne teorije po internetu trdijo, da CERN uporablja LHC za odpiranje portalov v pekel, za prevoz v alternativne resničnosti in za komunikacijo z zlonamernimi bitji. Te pa le opraskajo površino. Dejstvo, da raziskovalci odkrito razpravljajo o možnosti, da LHC pomaga pri odkrivanju dokazov o več vesoljih ali drugih dimenzijah v našem lastnem, le priliva olje na ogenj zarote.
Pomemben vidik mnogih teh teorij zarote je povezava CERN-a s hindujsko boginjo stvarjenja. in uničenje, Shiva, ki služi kot maskota za LHC in ima postavljen kip na vhodu v LHC. Mnogi trdijo, da je to subtilno priznanje, da se v CERN-u dogaja nekaj veliko bolj tujega. V resnici je prisotnost kipa enostavno razložiti; to je bilo darilo indijske vlade ob praznovanju dokončanja LHC in CERN je menil Šivin status boginje stvarjenja in uničenja je bil primerna metafora za LHC funkcijo.
Kaj je naslednje za LHC in fiziko delcev
Zdaj, ko so raziskovalci uporabili LHC za iskanje Higgsovega bozona, kaj je naslednje za super strukturo? Odkritje Higgsovega bozona je šele začetek. Raziskovalci upajo, da bodo našli druge vrste bozonov in drugih osnovnih delcev ter uporabili LHC za začetek testiranja teorija supersimetrije, ki trdi, da ima vsak delec snovi drugega, večjega dvojnika nekje drugje v vesolje.
LHC naj bi prejel tudi nadgradnjo na visoko svetilnost nekje po letu 2022, kar bo povečalo spekter, znotraj katerega so vidni rezultati. Preprosto povedano, to pomeni, da bodo raziskovalci lahko bolje opazovali teste, saj bodo predori bolje osvetljeni.
To je pomembno iz očitnih razlogov, a glavna skrb je, da LHC morda zmanjka potencialnih odkritij glede na njegovo trenutno svetilnost. V zgodnji življenjski dobi trkalnika je število odkritij veliko večje kot kasneje, saj je število stvari, ki jih je mogoče videti pri dani svetilnosti, končno. Edini način za povečanje števila potencialnih odkritij je nadgradnja svetilnosti objekta ali moči njegovih instrumentov. Nadgradnja naj bi omogočila preučevanje še bolj zagonetnih vidikov fizike delcev.
Znanstveniki celo upajo, da bodo nekega dne uporabili LHC za pokukanje v kraljestva temne snovi in brskanje po potencialnih, skritih dimenzijah vesolja. Seveda je to daleč, a spet je potrditev obstoja Higgsovega bozona nekoč veljala za prazne sanje. Brez besedne igre.
Priporočila urednikov
- Vse, kar morate vedeti o letalu Boeing 737 Max 8
- Tukaj je vse, kar morate vedeti o podjetju Boring Company
- Kaj je umetna nevronska mreža? Tukaj je vse, kar morate vedeti
- Projekt SpaceX BFR: vse, kar morate vedeti, vključno s prvimi leti
- Znanstveniki CERN-a so bili priča razpadu delca Higgsovega bozona
