Велики хадронски сударач: вести, теорије и све што треба да знате

заглавље теорија вести о великом хадронском сударачу
ЦЕРН
Дубоко испод границе Швајцарске и Француске, масивна инсталација у облику прстена избацује честице једна у другу невероватном брзином. Научници посматрају ове сударе, дозвољавајући им да посматрају немогуће мале честице — које у суштини чине саму структуру стварности — у бесконачно малом тренутку. Ова огромна структура позната је као Велики хадронски сударач (ЛХЦ) и пружила је физичарима невероватан увид у физички састав нашег универзума.

Уз то, такође се чини да сваки наслов у вези ЛХЦ-а прети или да преокрене тренутни модел физике, или да отвори сузу која завршава свет у међудимензионалном простор-времену. С обзиром на то колико су информације (и дезинформације, у том случају) о честици Цоллидер, саставили смо овај једноставан, али исцрпан водич који описује све што бисте можда желели да знате о томе.

Препоручени видео снимци

Шта је Велики хадронски сударач?

лхц_лонг_1

Велики хадронски сударач је конструисан између 1998. и 2008. године и почео је своју прву радну вожњу 20. новембра 2009. године, након једногодишње кашњење због инцидента у којем је електрични квар довео до испуштања неколико тона расхладне течности од хелијума у тунел. Изградња огромног пројекта коштала је невероватних 9 милијарди долара, што га чини најскупљом машином икада направљеном.

Повезан

  • Шта је вештачка интелигенција? Ево свега што треба да знате
  • ЦЕРН планира да изгради масивни сударач честица који је мањи од ЛХЦ-а
  • Шта је Хиперлооп? Ево свега што треба да знате

Као што име сугерише, ЛХЦ разбија снопове сићушних честица као што су хадрони - то јест мале честице направљене од још мањих субатомских честица познатих као кваркови - једна у другу при ултра великим брзинама. Ови снопови честица се лансирају са око 13 тераелектронволта (ТеВ) комбиноване енергије, што резултира невероватно густим честицама које су око 1.000.000 пута топлије од језгра Сунца. Ово је један од многих разлога зашто је структура смештена под земљом и зашто је охлађена на 1,9 степени Келвина, или скоро 1,9 степени изнад апсолутне нуле.

Међутим, то нису једини импресивни бројеви повезани са ЛХЦ-ом.

Кроз петљу од 17 миља, око 1.600 магнета кривуда и усмерава зраке око масивног тунела и један у други. Магнети се састоје од сићушних нити намотаног ниобијум-титанијума обложеног бакром, који би - ако се расплете - стићи до Сунца и назад пет пута, са довољно преосталог да се омота око месеца и назад неколико пута као добро.

Сав тај магнетни материјал помаже да се снопови честица убрзају до супер-великих брзина које су мале од брзине светлости. Када се сударе при таквим брзинама, мале честице експлодирају у субатомске честице, разбијајући се и одбијајући једно другом у високоенергетском окружењу које је слично условима универзума у ​​време Великог Банг. У оквиру ових експлозија, истраживачи траже нове трагове о томе како универзум функционише.

Да би прикупила и анализирала огромне количине података које производи ЛХЦ, глобална мрежа од 170 рачунарских центара распоређених у 36 земаља сваке године прикупља десетине петабајта података. Мрежна мрежа је толико велика да тренутно држи Гинисов светски рекорд за највећу дистрибуирану рачунарску мрежу на Земљи.

Хигсов бозон и друга открића ЛХЦ-а

Хигс-симулација-3

Тренутно користимо стандардни модел физике честица да објаснимо како функционише физика честица. Стандардни модел, који су током 20. века формулисали различити научници, до сада је остао доследан у објашњавању делова универзума који су нам директно видљиви — што је само око 5 процената универзум. Ово оставља преосталих 95 процената универзума непознатим у СМ, укључујући тамну материју и тамну енергију, и све потенцијалне силе или интеракције које они врше.

Чак и делови које ми моћи обсерве имају још неодговорена питања. Стандардни модел чак не узима у обзир гравитацију и некомпатибилан је са теоријом релативности. Јасно је да нам је остало још много да научимо.

Ту долази ЛХЦ. До сада су ЛХЦ експерименти потврдили постојање Хигсовог бозона, познатог као „Божја честица“, који је био важан теоријски аспект Стандардног модела који никада није примећен све док није потврђен тестом на ЛХЦ-у 4. јула, 2012. Хигсов бозон је неухватљива честица велике масе која је управо ствар која даје масу свој материји у универзуму - у суштини, то је оно што омогућава стварима да физички постоје.

Друге честице, као што су егзотични хадрони Кс(3872), З(4430), Зц (3900) и И(4140), такође су примећено у ЛХЦ тестовима, као и низ других потенцијалних елементарних честица које тек треба да буду потврђено.

Откриће Хигсовог бозона било је велики корак напред за разумевање физичких закона универзума, али је такође изазвало још више питања и проблема. У ствари, много тога што је ЛХЦ открио о физици честица доводи до више питања него одговора уопште. Дакле, истраживачи настављају да користе ЛХЦ да заједно разбију честице у нади да ће пронаћи неке одговоре.

Безбедност ЛХЦ-а и судар честица

шива-статуа-церн
Викимедиа Цоммонс
Викимедиа Цоммонс

Наравно, када се ради о тако великим количинама енергије и скупој, моћној опреми, поставља се питање: да ли је све ово безбедно? Кратак одговор је да, али то није спречило људе да претпоставе било који број сценарија судњег дана.

Познати научници попут Стивена Хокинга и Нила Деграса Тајсона су предложили могуће катастрофалне догађаје који би се могли десити као резултат коришћење ЛХЦ-а, укључујући формирање мини црних рупа, уништавање Земље и производњу деструктивних теоријских честице познате као „странгелетс“. Хокинг је такође упозорио да је Хигсов бозон опасно и потенцијално деструктивно откриће и требало би да буде препуштени сами себи.

Међутим, две рецензије које је одобрило Америчко физичко друштво и које је наручила Европска организација за нуклеарна истраживања (ЦЕРН) разјасниле су ЛХЦ било какве безбедносне забринутости. У ствари, како је истакнуто у оквиру извештаја, врсте судара честица које ЛХЦ производи дешавају се константно широм универзума и подсећају на судари између ултрависоких енергетских космичких зрака и Земље, који се дешавају при брзинама далеко већим од оних које ЛХЦ остварује.

Повезан:Једна мала животиња је очигледно све што је потребно да се угаси Велики хадронски сударач

Таква забринутост великих научних личности довела је до преобиља теорија завере у вези са ЛХЦ-ом. Креативније теорије широм интернета тврде да ЦЕРН користи ЛХЦ да отвори портале у пакао, да нас пренесе у алтернативне реалности и да комуницира са злонамерним бићима. Они, међутим, само загребу површину. Чињеница да истраживачи отворено расправљају о могућности да ЛХЦ помаже у откривању доказа о вишеструким универзумима или другим димензијама унутар наших само додаје уље на ватру завере.

Истакнути аспект многих од ових теорија завере је веза ЦЕРН-а са хиндуистичком богињом стварања и уништење, Шива, који служи као маскота за ЛХЦ и има статуу подигнуту на улазу у ЛХЦ. Многи тврде да је ово суптилно признање да се у ЦЕРН-у дешава нешто много више од другог света. У стварности, присуство статуе је лако објаснити; био је то поклон владе Индије за прославу завршетка ЛХЦ-а и осетио је ЦЕРН Шивин статус као богиње стварања и уништења био је одговарајућа метафора за ЛХЦ функција.

Шта је следеће за ЛХЦ и физику честица

789пк-цосмос_3д_дарк_маттер_мап
Викимедиа Цоммонс
Викимедиа Цоммонс

Дакле, сада када су истраживачи користили ЛХЦ да пронађу Хигсов бозон, шта је следеће за супер структуру? Откриће Хигсовог бозона је само почетак. Истраживачи се надају да ће пронаћи друге врсте бозона и других елементарних честица и да ће користити ЛХЦ за почетак тестирања теорија суперсиметрије, која поставља да свака честица материје има други, већи пандан негде другде у универзум.

Такође је предвиђено да ЛХЦ добије надоградњу на високу осветљеност негде после 2022. године, што ће повећати спектар у оквиру којег су резултати видљиви. Једноставно речено, то значи да ће истраживачи моћи боље да посматрају тестове, јер ће тунели бити боље осветљени.

Ово је важно из очигледних разлога, али главна брига је да ЛХЦ-у можда понестаје потенцијалних открића с обзиром на његову тренутну светлост. У раном животу сударача, број открића је знатно већи него касније, јер је број ствари које се могу видети при датој светлости коначан. Једини начин да се повећа број потенцијалних открића је да се побољша осветљеност објекта или снага његових инструмената. Надоградња би требало да омогући испитивање још збуњујућих аспеката физике честица.

Научници се чак надају да ће једног дана користити ЛХЦ да завире у царства тамне материје и претражују потенцијал, скривене димензије универзума. Далеко је то, наравно, али опет, потврђивање постојања Хигсовог бозона некада се сматрало несрећним сном. Нема смисла.

Препоруке уредника

  • Све што треба да знате о авиону Боинг 737 Мак 8
  • Ево свега што треба да знате о компанији Боринг
  • Шта је вештачка неуронска мрежа? Ево свега што треба да знате
  • СпацеКс БФР пројекат: Све што треба да знате, укључујући прве летове
  • Научници ЦЕРН-а били су сведоци распада честице Хигсовог бозона