Euroopa südames, Genfi lähedal Prantsusmaa ja Šveitsi piiri lähedal on Euroopa Tuumauuringute Organisatsiooni (CERN) uurimiskeskus. Just siin ehitatigi suur hadronite põrketiir (LHC) - suurim katserajatis maailmas uuringute läbiviimiseks, mille eesmärk on tõestada või ümber lükata arvukalt teaduslikke hüpoteese, mis on viimastel aastatel tekkinud teoreetilises füüsikas.
Viimane ehitustöö viidi siin lõpule 2006. aasta novembris, kuid esimene ametlik käivitamine toimus alles 2008. aasta septembris. Loomulikult kasutati ainult osa projekteerimisvõimsusest.
Surm mustas augus
Kuid mitte kõik seadme töös ei läinud kohe sujuvalt. Vahetult pärast kokkupõrke starti, septembris, juhtus õnnetus, mis keelas selle terveks aastaks. Paljud ajakirjanikud kuulutasid kiirelt välja õnnetuse müstilised põhjused: väidetavalt kõrgemad võimud ei talu sekkumist looduse pühade pühasse - selle mikrokosmosse. Sellest hoolimata andsid instituudi spetsialistid rikkele rahulikult täiesti maise seletuse - juhtmestik lihtsalt ei suutnud seda taluda.
See seletus ei sobinud meedia esindajatele. Paljud neist, kellel ei olnud siiski piisavalt alust, ennustasid maailmale kohutavaid tagajärgi, kui katsed kokkupõrkel jätkuksid. Kokkupõrke ümber paistis välja tõeline hüsteeria. Keegi väitis, et katsetamine avab ukse uurimata tumeda energia ja tumeaine maailmale, mis täidab universumi vaakumi. Ja see toob kaasa ettearvamatuid tagajärgi. Keegi karjus, et katsed viivad paratamatult mustade aukude tekkimiseni, mis üha suureneva kiirusega neelab kõigepealt instituudi enda ja seejärel kogu meie planeedi. Midagi ega kedagi ei päästa, kui te ei jookse mustast august välja valguse kiirust ületava kiirusega. Kuid nagu teate, ei saa Maa peal mitte miski sellise kiirusega liikuda. Olgu kuidas on, teadlased näitasid üles tõelist julgust,ei alistunud amatööride hoiatustele ja käivitas selle siiski põrkeseadme.
Imetunnel
Reklaamvideo:
LHC on kaasaegse tehnoloogia tõeline ime. Kujutage ette uskumatu keerukusega hiiglaslikku seadet, mis asub ringis maa-aluses tunnelis. LHC moodustavate torude sees liiguvad laetud osakeste talad tohutu kiirusega vastassuundades. Tunnel on peaaegu 27 kilomeetrit pikk ja asub 50–175 meetri sügavusel, kaldu maapinna poole. Süsteem sisaldab kiirendeid, mis võimaldavad osakestel kiirendada teadlaste nõutavale kiirusele, magneteid, mis hoiavad osakeste voogu soovitud suunas, ja andureid, mis võimaldavad määrata osakeste asukohta ja nende omadusi.
Vaatamata uuritud aine enda mikroskoopilisele suurusele on LHC-s kõik oma ulatuses silmatorkav. Näiteks detektorid on 25 meetrit kõrged, magnetide töötemperatuur on -271 ° C, energiatarve on võrdne 10% väikeriigi aastasest kogutarbimisest, osakeste kobarate fantastiline kiirus, mis võimaldab 10 000 pööret sekundis.
Töömaterjalina kasutatakse prootone ja plii-prootonite ja neutronite või raskete ioonide kombinatsioone. Osakesed liiguvad uskumatu kiirusega, valguse kiiruse lähedal, mis ilma VAK-ita oleks võimalik ainult siis, kui neid kuumutatakse miljonitesse Celsiuse kraadidesse - tingimustes, mis on lähedased Universumi tekkimise tingimustele. Liikumise ajal põrkuvad osakesed üksteisega ja hajuvad eri suundades, kuid kvarkide kujul, mis on kümneid tuhandeid kordi väiksemad kui prootonid. Seetõttu hakati seadet kutsuma kokkupõrkeks, ingliskeelsest sõnast collide - "to collide". Tõsi, kvargid liituvad peaaegu kohe uuteks osakesteks - nii kiiresti, et teadlastel pole aega neid kaaluda. See sobib aga kõigile, sest kvarkide omaduste kohta andmete saamiseks piisab uute osakeste omaduste uurimisest.
Mõistatused ei muutu kunagi väiksemaks
VAKi abil loodavad teadlased saada kinnitust paljudele hüpoteesidele. Näiteks käivad endiselt tulised arutelud selle üle, millest asi koosneb, st kõigest, mis ümberringi on, kaasa arvatud meist endist. Alles hiljuti usuti, et Universumi ehitamiseks mõeldud standardmudeli niinimetatud teooriat on põhjalikult uuritud. Kuid teadlased pole ikka veel kõigile oma küsimustele vastuseid saanud. Näiteks mõtiskletakse selle üle, mis on massi olemus, kuidas moodustus mass pärast Suurt Pauku, mis tekitas kosmose, kuidas tekivad mateeria ja antimaterjal ning miks nad ei saa omavahel kokku, mis on tume energia ja tumeaine, kus, kuidas ja miks nad tekivad.
Samal ajal on viimastel aastatel ilmunud uued teaduslikud hüpoteesid, mis lähevad standardmudelist kaugemale ja püüavad neile väga küsimustele vastata. Noh, näiteks kuulus keelteooria, mille kohaselt on meie ümber tohutult palju muid mõõtmeid, mis on väänatud sellises ulatuses, et me lihtsalt ei kahtlusta nende olemasolu. Kuid nende kõige õhemate keelte sees on terveid maailmu. Kui see teooria leiab tänu kõrgemale atesteerimiskomisjonile oma kinnituse, siis võime ehk leida vastuse paljudele meie ajaloo ja tänapäevasuse saladustele. Noh, näiteks miks umbes 40 000 aastat tagasi kadusid äkitselt neandertallased, kes olid selle aja jooksul mitu aastatuhandet üsna rahulikult koos meie esivanemate Cro-Magnonsiga koos elanud. Või kus UFO-d ilmuvad taevasse meie pea kohal,nende liikumine rikkudes kõiki teadaolevaid füüsikaseadusi ja kus nad kaovad nii äkitselt kui nad ilmusid. Ja Bermuda kolmnurgas triivivad laevad on täiesti rahulikud, kuid ilma hingeta pardal? Ja kuulus Philadelphia eksperiment? Jätkub inimeste ja objektide ilmumise ja kadumisega seotud salapäraste nähtuste loetelu.
Muide, ühe eksperimendi käigus avastasid teadlased, et mõned detektorisse teel olevad prootonid … lihtsalt kadusid. See tähendab, et asi on kadunud. Miks pole see keelteooria kinnitus?
Maagilised tellised või mägedes jalutamise eelised
Lisaks on standardses mudelis veel üks haagis. Näib, et teadlased on jõudnud kõige väiksemate, nn elementaarsete osakeste põhja, mis moodustavad universumi. Aga ei, seda polnud seal! Lihtsustatult öeldes teame me kõik füüsika koolitundidest alates, et mis tahes aine koosneb molekulidest, aatomite molekulidest ja aatomid koosnevad omakorda veelgi väiksematest osakestest - prootonitest ja neutronitest, mida nimetatakse ka hadroniteks (siit ka nimetus - Hadron Collider), mis omakorda koosneb kvarkidest. Kuid selgub, et on veelgi väiksem osake - boson, mis sai nime kuulsa India teadlase Shatyendranath Bose järgi, kes oli Londoni kuningliku seltsi liige, kes soovitas selle olemasolu eelmise sajandi keskel.
Mitu aastakümmet hiljem töötas Edinburghi ülikooli professor šoti teoreetiline füüsik Peter W. Higgs välja Bose teooria ja pakkus omakorda välja, et boson muundab välja footoni välja selle piirkonna footoniks, mille mass on mass. Teisisõnu, bosoni abil tuleb midagi välja midagi.
Niisiis peaksid Higgsi bosonid edaspidi saama standardmudeli aluseks, väga tellisteks, millest mis tahes loodusobjekt on üles ehitatud maagilise jõu abil, mida teadlased kutsuvad supersümmeetriaks. Teda nimetatakse juba kas "Jumala osakeseks", siis "neetud osakeseks". Ja mõned naljamehed nimetasid seda isegi "bosoniks" pudeli šampanjat ".
Siiski pole bosoni olemasolu seni eksperimentaalselt tõestatud. Huvitav on see, et idee bosoni rollist molekulaarprotsessides tuli Higgsile Edinburghi mägedes matkates. Just seda tähendab värske õhk koos treeninguga!
Niisiis, üks WAK-i eesmärke on lihtsalt selle väga Higgsi bosoni olemasolu kinnitamine. Füüsikutele selle leidmine on nagu antropoloogide jaoks inimese evolutsioonis kõige olulisema puuduva lüli leidmine. Leidsin selle - ja kõik universumi pildil olev pilt kukub kohe paika. Pusle viimane lahter on suletud. Olgu kuidas on, viimastel kuudel on keskuse spetsialistid juba palju avastusi teinud ja nende prognooside kohaselt tehakse seda veelgi varsti. Näiteks on teadlased jõudnud müütilise neutralino olemasolu kinnitamiseni ja teevad peagi sensatsioonilise avastuse tumeaine olemasolu kohta.
Arvame, et need õnnestuvad. Saame neile vaid õnne soovida!
Ajakiri: 20. sajandi saladused №3. Autor: Sergei Sukhanov
