2008 онд дэлхийн хамгийн үнэтэй шинжлэх ухааны төслүүдийн нэг болох Том Адрон Коллайдерыг эхлүүлсэн. Энэхүү коллайдерын сүлжээнээс зарцуулсан эрчим хүчийг төсөөлөхийн аргагүй юм - энэ коллайдерын нэг хэсэг нь дамжин өнгөрдөг Франц (нөгөө хэсэг нь Швейцарийн нутаг дэвсгэрээр дамжин өнгөрдөг) физикчдэд аль нэгнийх нь хүчийг өгсөн гэж хэлэхэд хангалттай. түүний атомын цахилгаан станцууд ажилд .
Энэ машины үнэ гайхалтай санагдаж байна - энэ нь 10 тэрбум доллараас илүү юм. Дэлхий дээрх хамгийн том мөргөлдүүлэгчийг бүтээхэд 24 жил зарцуулсан.
LHC буюу барууны хэлээр LHC - Том Адрон Коллайдер - 1984 онд төрсөн. 1994 онд Европын зөвлөл энэ төслийг бий болгохыг зөвшөөрөхөөс өмнө түүний барилгын ажил бараг тэр даруй эхэлсэн (ийм зардлаар дэлхийн аль ч улс ийм хурдасгагчийг барьж чадахгүй нь шууд тодорхой болсон; зөвхөн дэлхийн хамтын ажиллагаа боломжтой байсан). LHC нь 26.7 км урт бөгөөд дэлхийн хамгийн том хурдасгууруудын нэг болох LEP (Large Lepton Collider) дээр байрладаг. Нэрнээс нь харахад хурдасгасан бөөмсийн төрөл өөрчлөгдсөн нь тодорхой байна. Хэрэв электронууд (хамгийн хөнгөн лептонуудын нэг, цахилгаан соронзон ба сул харилцан үйлчлэлд оролцдог бөөмс) LEP-д хурдассан бол адронууд LHC-д хурдасна. хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог бөөмс (протон).
Дэлхий дээр нийтдээ дөрвөн төрлийн харилцан үйлчлэл байдаг: таталцал нь манай гаригуудыг байранд нь байлгадаг, хүчтэй, атомын цөмийг нэг цогц болгон хадгалдаг, цахилгаан соронзон, соронзон туйл эсвэл өөр өөр цэнэгийн таталцлыг үүсгэдэг. шинж тэмдэг, эцэст нь, энэ нь бөөмс өөрөө задрахад хүргэдэг." Энэ нь жишээлбэл, атомын задралын изотопоос электрон эсвэл позитрон ялгарах үед бета цацраг идэвхит бодис гэж нэрлэгддэг. .
LHC протонуудын энерги нь дэлхийн хамгийн өндөр энерги болох 14 ТеВ (14 тераэлектрон вольт буюу 14,000,000,000,000 эВ) байх ба тэдгээр нь хар тугалганы цөмтэй мөргөлдөх бөгөөд энэ нь эргээд 5,5 ГеВ (5,5 гигаэлектронвольт буюу 500,000,000,000) энерги болж хурдасна. Энэ нь өнөөдрийн хамгийн өндөр эрчим хүчний хурдасгуур болох Үндэсний лабораторид байрладаг Теватроноос ч илүү том тушаал юм. Брукхавен дахь Ферми (АНУ).
LHC нь Франц, Швейцарийг дайран өнгөрдөг байгалийн чулуун хавтан дээр бага зэрэг налуу байрладаг. Энэ нь олон тонн соронзыг бие биентэйгээ харьцуулахад 5 микроноос илүү нарийвчлалтай байх шаардлагатай хурдасгуурын газар хөдлөлийн өндөр тогтвортой байдлыг хангах боломжийг олгодог. Хонгилын гүн нь 100 метр юм.
LHC-ийн "эзэмшигч" нь Европын цөмийн судалгааны төв (CERN эсвэл Францын Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire-ийн CERN) юм.
"Хурдасгагч", "мөргөлдөөн" гэсэн үг нь энэхүү суурилуулалт нь АНУ, ЗХУ-д нэгэн зэрэг боловсруулсан мөргөлдөх цацрагийн аргыг хэрэгжүүлэх болно гэсэн үг юм. Үүний зэрэгцээ ижил цэнэгийн тэмдгийн анхны цацрагууд - электрон-электронууд АНУ-д анх таарч байсан бол өөр өөр цэнэгийн тэмдгийн цацрагууд, өөрөөр хэлбэл. Новосибирскийн Цөмийн Физикийн Хүрээлэнд бүтээгдсэн VEP-1 хурдасгуурт бодис ба эсрэг бодис анх уулзсан.
Аргын мөн чанар нь бөөмсийн туяа хурдасгуурын вакуум камер дотор гэрлийн хурдаас сая, тэрбумын зөрүүтэй хурдаар “нисч” нэг газар мөргөлддөгт оршино. Энэ тохиолдолд матери ба антиматер устаж, тэдгээрийн энерги нь шинэ бөөмс үүсэх энерги болж бүрэн хувирдаг. Энгийн бөөмсийн ертөнцийг ингэж судалдаг. Хожим нь ижил төрлийн ямар ч бөөмсийг (хамгийн гол нь тэд цэнэглэгддэг) өөр ямар ч бөөмстэй (мөн цэнэглэгдсэн) уулзах боломжтой болох нь тогтоогдсон. Үүний дараа протон, антипротон, зүгээр л цөм хурдасч эхлэв янз бүрийн элементүүд, электрон бүрхүүлүүд нь бүхэлдээ эсвэл хэсэгчлэн "хусагдсан" тул зөвхөн атомын цөм л үлдэнэ.
LHC болон түүний дөрвөн детекторын (мөн дэлхийн хамгийн том) шинжлэх ухааны гол ажил бол хэт тэгш хэмт тоосонцорыг хайх явдал юм. 20-р зууны эхэн үед бүх дөрвөн төрлийн харилцан үйлчлэл нэг дор байсан гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн (энэ таамаглалыг нэгдмэл талбайн онол гэж нэрлэдэг) боловч Орчлон ертөнц хөргөх тусам тэд аажмаар "зөрж эхэлсэн. ” бие биенээсээ одоо дөрвөн өөр төрөл үлдсэн.
Цахилгаан соронзон ба сул харилцан үйлчлэл нь хоорондоо холбоотой байдаг нь аль хэдийн батлагдсан - үүнийг цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийг тодорхойлсон Вайнберг-Салам онол гэж нэрлэдэг. Хүчтэй харилцан үйлчлэл нь цахилгаан сул харилцан үйлчлэлтэй нийлдэг гэсэн өөр нэг таамаглал (Стандарт загвар гэж нэрлэдэг) байдаг бөгөөд энэ нь шинээр баригдсан хурдасгуураар нотлох зорилготой юм.
Хурдасгуурын хоёр дахь ажил бол "топ кварк" (т-кварк) гэж нэрлэгддэг хэсгүүдийг судлах явдал юм. Хэрэв бүх бодис атомуудаас бүрддэг бол тэдгээр нь эргээд цөм ба электронуудаас бүрддэг бол цөм нь нуклонууд - протон ба нейтронуудаас бүрдэнэ. Протон, нейтронтой төстэй бусад хүнд хэсгүүд байдаг. Тэднийг нэгтгэдэг зүйл бол тэдгээр нь зургаан төрлийн кваркаас (мөн тэдгээрт тохирох 6 антикваркаас) бүрддэг. Хамгийн хүнд кваркийг бүтээхэд бидэнд хангалттай хүч байхгүй байсан тул судлах боломжгүй байна. Дээд кварк нь хэт тэгш хэмийн онол болон Стандарт загварын шууд баталгаа болох Хиггсийн бозонуудыг бий болгоход хувь нэмэр оруулна гэсэн таамаглал байдаг. Хиггсийн бозоны задрал нь чиглэл өгч магадгүй юм цаашдын судалгааДэлхий ертөнц, ялангуяа бүх дөрвөн харилцан үйлчлэлийг нэг цогц болгон нэгтгэх оролдлого - Их тэсрэлтийн үед л орчлон ертөнцөд байсан төлөв.
Хурдасгуурын гуравдахь ажил бол кварк-глюоны плазм гэж нэрлэгддэг, өөрөөр хэлбэл цөмийн бодис бараг нэг гайхалтай нягт, халуун бөөгнөрөл болж наалддаг төлөвийг судлах явдал юм. Тэнд болж буй үйл явцыг ойлгох нь физикчдийн сэтгэлд нийцсэн математикийн хатуу төлөв байдалд ороогүй хүчтэй харилцан үйлчлэлийн онолыг бий болгоход хувь нэмэр оруулах болно. Энэ нь хэрхэн яаж хийх талаарх бидний ойлголтыг ихээхэн ахиулж чадна цөмийн үйл явцОрчлон ертөнцөд янз бүрийн хүнд элементүүд үүсэх физик, түүнчлэн астрофизикийн үйл явц.
Хурдасгуурын дөрөв дэх ажил бол фотон-фотоны мөргөлдөөнийг судлах явдал юм. Гол нь энд байгаа юм. Фотонууд электрон ба позитронтой хамт цахилгаан соронзон ба цахилгаан сул харилцан үйлчлэлд оролцдог. Үүний зэрэгцээ тэдгээр нь цэнэггүй тул материйн гүнд нэвтрэх хамгийн сайн хэрэгсэл болж хувирдаг (тэд түлхэлт, таталцлыг мэдэрдэггүй). Цөм ба цөмийн бодис мөргөлдөж эхлэх үед фотонуудын урсгал асар их байх ба энэ нь тэдний ирж буй ижил фотонтой мөргөлдөх магадлалыг хэмжигдэхүйц хэмжээнд хүртэл нэмэгдүүлнэ. Бид фотонуудын адронтой харьцах үйлчлэл, өндөр энергитэй фотонуудын харилцан үйлчлэлийн аль алиныг нь судлах боломжтой бөгөөд харилцан үйлчлэлийн магадлал бага, өндөр энергитэй нягтыг олж авахад бэрхшээлтэй тул өнөөг хүртэл судлагдаагүй байна. фотоны туяа.
Коллайдерын өөр нэг ажил бол янз бүрийн судалтай сонирхогчдын таамаглалаас үл хамааран дэлхийд ямар ч аюул занал учруулахгүй микроскоп хар нүх үүсэх зэрэг чамин үйл явц юм. Баримт нь бүх дөрвөн хүчийг нэгтгэх тухай одоо байгаа таамаглалууд нь хэрэв ийм мөргөлдөөний үед хар нүх үүсч болох юм бол тэр нь бас задарч (мөн оршин тогтнохоо больж), бөөмсийн асар их урсгалыг бий болгоно гэж таамаглаж байна. Та үүнийг хайж, ажиглахыг оролдож болно, хэрэв детекторууд үүнтэй төстэй зүйлийг олж харвал талбарын нэгдсэн онолын тодорхой таамаглалыг дэмжиж зарим дүгнэлтийг гаргаж болно.
Дөрвөн детектороос ирэх өгөгдлийг боловсруулахын тулд бид шинэ өгөгдөл солилцох протокол (LEP дээрх ижил төстэй даалгаварт бид http протоколыг гаргаж ирсэн шиг) болон тархсан компьютерийн сүлжээ LCG (LHC Computing) хийх шаардлагатай болсон. GRID). Мэдээлэл бараг 100 сая мэдээллийн сувгаар дамжих бөгөөд энэ нь шууд өгөгдөл боловсруулах боломжгүй болгодог. Эдгээр бүх үйл явдалд хэд хэдэн "маск" хэрэглэдэг, жишээлбэл. хэд хэдэн үйлдлийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэхэд тавигдах шаардлагууд (жишээлбэл, бид төвөөс дөрвөн зам, детектороор хоёр зам гарч ирсэн бүх үйл явдлыг сонирхож байна), үлдсэнийг нь хаядаг. Энэ боловсруулалтыг триггер боловсруулах гэж нэрлэдэг бөгөөд LHC илрүүлэгчийн гох нь 3-4 үе шатаас бүрдэнэ. Сүүлийн, офлайн үе шатанд өгөгдөл боловсруулах нь зөвхөн нэг сүлжээнд холбогдсон олон мянган CERN компьютер дээр төдийгүй олон тооны машинууд дээр явагдана. шинжлэх ухааны төвүүдамар амгалан. Үүнийг тархсан тооцооллын сүлжээ (GRID) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь дэлхий даяар хэдэн арван мянган машиныг аль хэдийн холбох болно (энэ нь шинэ өгөгдөл солилцох протокол болон "Интернет-2" гэгдэхийг бий болгох шаардлагатай байсан).
Нээлттэй эх сурвалжаас авсан зургууд
Дэлхий дээр нэгээс олон байдаг (тиймээ, алдартай LHC нь олон талаараа өвөрмөц биш) адрон мөргөлдөөнүүдийн төслүүд нууцын өтгөн хөшигөөр бүрхэгдсэн байдаг. Цэнэглэгдсэн бөөмийн хурдасгуурт асар их мөнгө зарцуулдаг. Зөвхөн том адрон коллайдерыг барихад арван тэрбум гаруй евро зарцуулсан. Саяхан болсон "Дэлхийн шинжлэх ухаан: Оросын үзэл бодол" бага хурлын үеэр Владимир Путины туслах Андрей Фурсенко ингэж хэлэв. сүүлийн арван жилманай улс Европын холбооны шинжлэх ухааны төслүүдэд, тэр дундаа LHC-д дор хаяж нэг тэрбум еврогийн хөрөнгө оруулалт хийсэн. (вэб сайт)
Адрон коллайдерууд юунд зориулагдсан бэ?
Яагаад ийм зардал гарсан бэ? Цэнэглэсэн бөөмстэй хийсэн зарим туршилтаас илүүтэйгээр энэ мөнгийг эдийн засагт хөрөнгө оруулалт хийх нь ухаалаг хэрэг биш гэж үү? Илүү ухаалаг биш, олон эрдэмтэд танд хэлэх болно. Учир нь энэ асуудал зөвхөн шинжлэх ухааны туршилтаар хязгаарлагдахгүй. Хэд хэдэн судлаачид хурдасгуурыг зохион бүтээх шатандаа ч гэсэн LHC барихыг эсэргүүцэж байсан нь санамсаргүй хэрэг биш юм. Нэр хүнд, карьераа эрсдэлд оруулахаас айдаггүй олон мэргэжилтнүүд коллайдер барих ажлыг эрх мэдэлтнүүд ивээн тэтгэдэг гэж мэдэгджээ. эцсийн зорилгоЭдгээр бүх туршилтууд нь бусад хэмжээсүүд эсвэл бүр параллель ертөнц рүү нэвтрэх порталуудыг нээх явдал юм. Оросын физик-математикийн шинжлэх ухааны нэр дэвшигч Сергей Салл хэдэн жилийн өмнө энэ тухай ярьж байсан.
Нээлттэй эх сурвалжаас авсан зургууд
Нэмж дурдахад эдгээр бүх бодлогогүй туршилтууд нь хар салхи, хар салхи, газар хөдлөлт зэрэг цаг агаарын янз бүрийн гажиг үүсэх шалтгаан байж магадгүй гэж олон бие даасан шинжээчид баталж байна. Жишээлбэл, Женев нуурын дээгүүр агаар мандлын нууцлаг, аймшигтай үзэгдлүүд байнга ажиглагддаг бөгөөд үүнийг шинжлэх ухааны хүмүүсийн хэн нь ч тайлбарлаж зүрхлэхгүй (эсрэгээр нь амаа хамхих). Мөн ийм гажиг Европт төдийгүй дэлхийн бусад олон оронд тохиолддог.
CERN-ийн захирлын цочирдмоор мэдүүлэг
Өнгөрсөн оны сүүлээр Европын цөмийн судалгааны байгууллагын захирал Эдвард Мантил амиа хорлосон билээ. Тэрээр нас барахынхаа өмнө шинжлэх ухааны тэмдэглэл бүрийг шатааж, ажлын компьютерийнхээ хатуу дискийг устгасан. Мэргэжилтэн энэ ажилд олж авсан мэдлэгээрээ амьдарч чадахгүй байв. Тэр дундаа Европын эрдэмтдийн том адрон мөргөлдөөнтэй хийсэн туршилтууд нь дэлхий дээрх, бүр орчлон ертөнцийн бүх амьдралыг устгаж чадна гэдгийг Мантил ойлгосон. Өөрийгөө буудахын өмнө CERN-ийн захирал World Wide Web-д бичвэр хүлээн зөвшөөрчээ. Эрдэмтний амиа хорлосон тухай тэмдэглэл интернетээр хурдан тархав.
Нээлттэй эх сурвалжаас авсан зургууд
Үүнд: “Би энэ мэдээллийг нийтэлснээр олон улсын нууц, нууцлалын хуулийг хатуу зөрчиж байна, гэхдээ надад хамаагүй. Хэрэв та үүнийг уншиж байгаа бол би өөрийн хүслээр аль хэдийн үхсэн гэсэн үг. Намайг доктор Эдвард Мантилл гэдэг, би Женевт төвтэй Европын цөмийн судалгааны байгууллагад физикчээр ажиллаж байсан. Миний мэргэжил бол цэнэгтэй тоосонцор, кварк-глюоны плазм, субатомын судалгаа юм. Би өндөр хурдтай мөргөлдөх жижиг хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийг судалсан. 2014 оны 1-р сард би жирийн эрдэмтэн байсан, би CERN-ийн нутаг дэвсгэрт ажиллаж, амьдарч байсан бөгөөд энд юу болж байгааг огт мэдэхгүй байв. Гэсэн хэдий ч дараа нь би тушаал дэвшиж, Том Адрон Коллайдерын тухай үнэн надад илчлэгдэж эхэлсэн. Орчлон ертөнцийн үүслийн нууцыг задлахын тулд хурдасгуур нь зөвхөн бөөмсийг судлахад хэрэгтэй гэж бидэнд хэлсэн боловч энэ нь тийм ч хол юм. Энэ машиныг огт өөр зүйлд зориулж, тухайлбал портал нээх зорилгоор бүтээсэн."
Дэлхийн элитүүд яагаад портал нээх хэрэгтэй байна вэ?
Нээлттэй эх сурвалжаас авсан зургууд
LHC нь аль хэдийн энгийн бөөмсийг гэрлээс давсан хурд хүртэл хурдасгах боломжтой болгосон. Энэхүү нээлт нь сонгодог физикийн постулатуудыг бүрэн үгүйсгэж байна. Мөн энэ бол зөвхөн эхлэл юм. Эрдэмтэд аль хэдийн таамаглалаар бусад хэмжээст порталуудыг нээх боломжтой гэсэн үзэл бодол байдаг боловч одоогоор тэднийг зогсоох ганц зүйл байгаа нь судлаачид тэдгээрийг хэрхэн хаахаа мэдэхгүй байна. Тэд үүнийг хэрхэн хийхийг тодорхойлоход тэр даруй анхны портал нээгдэх болно. Мөн үүний дараа юу ч тохиолдож болно.
Гэхдээ дэлхийн элитүүд эцсийн дүндээ ямар зорилгыг баримталдаг вэ?
Нэг хувилбараар бол дэлхийн нууц засгийн газар манай гарагийг орхиж, амьдрал эндээс хэдэн мянга дахин илүү тааламжтай, аз жаргалтай, илүү зорилготой байж болох өөр хэмжээс рүү шилжихээр төлөвлөж байна. Цөөн хэдэн сонгогдсон хүмүүс л ийм зугтах болно гэдгийг хэлэх нь илүүц бөгөөд хэн ч энгийн хүмүүстэй технологио хуваалцах бодолгүй байна. Удахгүй манай "цэнхэр бөмбөг"-ийг гүйцэж түрүүлэх дэлхийн сүйрлийг аль хэдийн урьдчилан тодорхойлсон байж магадгүй бөгөөд эрх мэдэлтнүүд өөр бодит байдлын таамаглалын диваажинд сайн сайхан амьдрахын төлөө биш, харин амьдралын төлөө хичээж байгаа байх. Бидний үлдсэн хэсэг нь энэ гамшигт үхэх ёстой.
Нээлттэй эх сурвалжаас авсан зургууд
Өөр нэг онолоор бол тэдгээрийг манай ертөнцөөс хэн нэгэн тэдэнд нэвтрэхийн тулд бус харин эсрэгээрээ, өөрөөр хэлбэл хэн нэгэн ирэхийн тулд ашиглах болно гэж хэлдэг. Дэлхийн захирагчид өөр хэмжээсээс амьтдыг оруулах гэж найдаж байгаа бөгөөд ийм зочломтгой байдлын зорилго юу болохыг тааж л мэднэ. Гэхдээ нэг зүйл тодорхой байна: энэ нь бидний хувьд сайн зүйл биш юм. Хүн төрөлхтөн бусад гаригийн оршин суугчид эсвэл бодит байдалтай мөргөлдөх нь гамшигт үр дагаварт хүргэх нь гарцаагүй гэж эрдэмтэд эртнээс ярьсаар ирсэн. Хэрэв харь гарагийнхан илүү хүчтэй бол тэд биднийг боолчлох эсвэл устгах болно. Харин эсрэгээрээ, хүн төрөлхтөн илүү хөгжсөн бол танихгүй хүмүүст ч мөн адил үйлчилнэ.
Гэсэн хэдий ч бусад хүмүүс хэлэхдээ, дээд хүч, Төгс Хүчит хэвээр байгаа тул үүнийг ямар хязгаарт хүргэхийг хэн ч мэдэхгүй. дэлхийн хүчтэйЭнэ бол манай гарагийг тохуурхах явдал юм. Үүний оронд дэлхий хүн төрөлхтнийг бүтэлгүйтсэн туршилт болгон устгаж, бүгдийг дахин эхлүүлэх болно. Мөн энэ нь анхны удаа биш байх болно ...
Линак 4 хурдасгууртай том адрон мөргөлдүүлэгчийг хөөргөх нь манай гаригийн оршин тогтнолыг эцэс болгож магадгүй юм.
Зарим судлаачдын үзэж байгаагаар маргааш "Апокалипсис"-ийн эхлэл байж магадгүй юм. Ромын пап Франциск өмнө нь энэ өдрийг нэрлэсэн гэдгийг шинжээчид тэмдэглэжээ.
АНУ-ын Ерөнхийлөгч Дональд Трампыг Ватикан улсад айлчлах шалтгаан нь Том адрон мөргөлдөөнийг хөөргөсөн байж магадгүй юм. Энэхүү айлчлал нь түгшүүртэй нөхцөл байдлыг харуулж байна гэж зарим эрдэмтэд үзэж байна.
Стивен Хокинг мөн том адрон мөргөлдөөн нь хар нүх үүсэхийг өдөөж болзошгүйг анхааруулсан. Энэ хар нүх нь дэлхийг төдийгүй нарны аймгийн бүхэл бүтэн ертөнцийг залгиж чадна гэж тэр үзэж байна.
CERN том адрон коллайдер нь хаалгыг нээж чадна гэдгийг хүлээн зөвшөөрсөн зэрэгцээ ертөнцүүд. Гэхдээ энэ нь ямар үр дагаварт хүргэхийг хэн ч хэлэхэд бэлэн биш байна.
Адрон мөргөлдүүлэгчийг Европ дээгүүр ажиллуулах явцад янз бүрийн хэвийн бус үзэгдлүүд аль хэдийн тохиолдож байгааг мэргэжилтнүүд тэмдэглэж байна. Хуучин Linac 2 хурдасгууртай байсан ч дэлхий дээр өөрчлөлтүүд гарч эхэлж байна гэдэгт тэд итгэлтэй байна. Linac 4 ажиллаж эхлэхэд нөхцөл байдал бүрэн хяналтаас гарч магадгүй юм.
Бусад эрдэмтэд энэ төсөл манай гаригт аюул учруулж байна гэж удаа дараа хэлж байсан. Энэ төсөл дээр ажиллаж байгаа физикчид ч үүнийг мэддэг. Гэвч тэд бүх зүйлийг нууцалдаг бөгөөд Том Адрон Колладиерын тухай үнэнийг хэлэх гэсэн оролдлого бүтэлгүйтсэн бололтой.
Тиймээс өнгөрсөн жил доктор Эдвард Мантилла амиа хорлосон. Тэрээр CERN-д ажиллаж байсан боловч нас барахаасаа өмнө компьютерийн санах ойд хадгалагдсан бүх бүтээлээ устгахаар шийджээ.
“Өнөөдөр бид босгон дээр зогсож байна хамгийн том нээлтэсвэл дэлхийн төгсгөл үү? Маргааш энэ нь мэдэгдэх болно, гэхдээ бид одоохондоо хүн төрөлхтний тэнэглэлийг дахин уучилж, Дэлхий дээр Апокалипсисийг зөвшөөрөхгүй байх Дээд Гүрний төлөө л хамгийн сайн сайхныг л найдаж байна" гэж тэрээр нас барсны дараах захидалдаа бичжээ.
Том адрон мөргөлдөөн 2017 оны үр дүнгээ дүгнэв. Загварт хийсэн шинэ сайжруулалтууд нь угсралтын хамгийн чухал параметрүүдийн нэг болох гэрэлтэлтийг нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. Одоо энэ нь дизайны хэмжээнээс хоёр дахин их болсон. Бүхэл бүтэн гэрэлтүүлгийн жилийн төлөвлөгөөг мөн давуулан биелүүлэв. Оны эцэс гэхэд уг суурилуулалтыг хоёр удаа техникийн ашиглалтад оруулах бөгөөд үүний дараа шинэ сайжруулалт хийх болно.
Дэлхийн анхны цэнэглэгдсэн бөөмс хурдасгуурын төслийг Норвегийн сургуулийн сурагч зохион бүтээжээ. 1923 онд Ролф Видеро бөөмсийг ашиглан хурдасгах төхөөрөмжийг зохион бүтээжээ цахилгаан орон. Гэвч залуу судлаач анхааралдаа аваагүй үр нөлөөгөөр төслийг “техник хангамжид” хэрэгжүүлэх боломжгүй болсон.
Анхны үйл ажиллагааны хурдасгуурууд 1930-аад оны эхээр гарч ирэв. Эрчим хүчний төлөөх уралдаан эхэллээ. Эрдэмтэд бөөмсийг аль болох хурдасгаж, эхлээд хөдөлгөөнгүй бай, дараа нь бие биетэйгээ мөргөлдөхийг хүсчээ. Эдгээр мөргөлдөөний үеэр шинээр мэндэлсэн боловч хараахан болоогүй байна шинжлэх ухаанд мэдэгддэгтоосонцор. Орчин үеийн физик ингэж л бий болсон.
Мэдлэгээр ханашгүй цангасандаа хөтлөгдсөн инженерчлэлийн суут этгээд хачирхалтай техникийн аварга том биетүүдийг бүтээжээ. Жишээлбэл, хүрээлэнгийн хурдасгуурын хувьд цөмийн физикГатчина хотод 6.5 метрийн диаметр бүхий байнгын соронз цутгажээ!
Одоогоор дэлхийд арав орчим том хурдасгуур ажиллаж байна. Тэд жишээ нь Протвино дахь Өндөр энергийн физикийн хүрээлэн, Дубна дахь Цөмийн судалгааны нэгдсэн хүрээлэнд байдаг бөгөөд үелэх систем байнга шинэчлэгддэг. Гэхдээ мэдээж хаадын хаан болох Том Адрон Коллайдертай юу ч зүйрлэшгүй.
Протонууд хурдассан цахилгаан соронзон орон, 27 км урт хонгилд бие бие рүүгээ яаран гүйж байна. Бөөмүүдийн энерги 13 тераэлектронвольт хүрдэг. Физикийн түүхэнд ийм хурдасгуур байгаагүй. Чухамхүү энэ энерги нь тухайн талбайн алдартай квантыг олж мэдэх боломжийг олгосон юм энгийн бөөмсмасс.
Хурдасгуур нь протон, нейтрон гэх мэт гурваас биш таван кваркаас бүрдэх бөөмсийг хариуцдаг. Туршилтаар олж авсан жижиг зүйлүүд болон бусад гажуудлыг дурдахгүй байх.
Гэхдээ судлаачдын хувьд протоны энергиээс гадна бусад үзүүлэлтүүд чухал байдаг. Эцсийн эцэст болгоомжтой хурдасгасан протонууд хоорондоо мөргөлдөхгүйгээр бие биенийхээ хажуугаар өнгөрвөл тийм ч хөгжилтэй биш байх болно.
Дашрамд хэлэхэд ихэнх протонууд үүнийг хийдэг. Тарсан бөөмсийн маш өчүүхэн хэсэг нь түүнтэй нүүр тулан мөргөлдөхийн тулд "хамтрагч"-тай таарч, шинэ тоосонцор үүсгэснээр сонирхолтой физикийн эрдэмтдийг баярлуулдаг.
Мөргөлдөөнийг илүү олон удаа гаргахын тулд цацрагийн диаметрийг багасгах шаардлагатай. Мөн өнгөрсөн жил энэ зорилгоор LHC-ийг нэвтрүүлсэн шинэ систем. Тэдний хэлснээр үр дүн нь тодорхой байна: 2016 онд туршилтанд оролцогчид 100 тэрбум тоосонцор тутамд 40 мөргөлдөөн, 2017 онд 60 удаа мөргөлдсөн байна.
Нэг секундэд бөөмийн мөргөлдөх тоо квадрат сантиметр хөндлөн огтлолтуннелийг хурдасгуурын гэрэлтэлт гэж нэрлэдэг. Энэ жил 2.06 х 10 34 см -2 с -1 болгож өсгөх боломжтой байсан нь зураг төслийн хэмжээнээс хоёр дахин их байна.
Хэрэв та гэрэлтэлтийг хурдасгуурын ажиллах хугацаанд үржүүлбэл интеграл гэрэлтэлт гэж нэрлэгддэг. Та үүнийг нэг жил, нэг туршилт эсвэл суурилуулалтын бүх хугацаанд тооцоолж болно.
Энэ нь нэгтгэн дүгнэхэд маш тохиромжтой утга юм. Энэ нь бүх зүйлийг харгалзан үздэг: жилд хэдэн туршилт хийсэн, тус бүрт ямар гэрэлтүүлэг ажиглагдсан. Гамбургийн дансны дагуу асуулт маш энгийн: 2017 онд төлөвлөсөн бүхэл бүтэн гэрэлтүүлэгт хүрсэн үү? Графикаас харахад энэ нь хүрч, бүр давсан байна. Өө.
График нь 2017 онд коллайдерын бүхэл бүтэн гэрэлтүүлгийн өсөлтийг харуулж байна. Энэ нь 50 урвуу femtobarns-д хүрсэн, өөрөөр хэлбэл энэ жил хонгилын хөндлөн огтлолын квадрат см тутамд 5 х 10 40 мөргөлдсөн болохыг харж болно.
Энэ тоо хэмжээ яагаад ийм чухал вэ? Учир нь хамгийн сонирхолтой үйл явдлууд бол ховор тохиолддог үйл явдлууд юм. Тэдгээр нь хэр магадлал багатай болохыг шинжээчид үйл явдлын хөндлөн огтлол гэж нэрлэдэг параметрээр хялбархан дүгнэж болно. Жишээлбэл, Хиггс бозоны үйлдвэрлэл нь 2 х 10 35 см 2 хөндлөн огтлолтой. Интеграл гэрэлтэлтийг энэ тоонд хуваавал 2013 онд нээсэн бөөмс 2017 онд 250 мянган удаа төрсөн болохыг олж мэднэ.
Мөн ханаж цаддаггүй физикчид уг суурилуулалтыг дахин сайжруулах төлөвлөгөөтэй байна. Энэ оны сүүлээр бага зэрэг шинэчлэгдсэний дараа коллайдер 2018 оны дунд үе хүртэл ажиллаж, дараа нь жил хагасын хугацаанд зогсох болно. Энэ хугацаанд бөөмсийн энергийг 14 тераэлектронвольт хүртэл өсгөхөөр төлөвлөж байгаа бөгөөд гэрэлтэх хүчийг тооцоолсон хэмжээнээс хоёр дахин нэмэгдүүлнэ.
Гэхдээ энэ бол хязгаар биш юм. 2022 онд эхэлнэ шинэ төсөл- HL-LHC. Хоёр жилийн хугацаанд ажиллахдаа гэрэлтүүлгийг нэрлэсэнтэй харьцуулахад 5-7, магадгүй 10 дахин нэмэгдүүлэхээр төлөвлөж байна. Тэгээд дараа нь маш ховор тохиолдлууд тийм ч ховор байхаа болино.
Шинэчлэгдсэн коллайдер бидэнд ямар нээлтүүдийг өгөх вэ? Магадгүй,? Эсвэл хэдэн үеийн онолчдын мөрөөдөж байсан бэ? Хэн ч мэдэхгүй. Хүн төрөлхтөн мэдээ хүлээж байна.
ATLAS илрүүлэгч дээр 2017 оны анхны мөргөлдөөнүүдийн нэг
5-р сарын 23-нд Том Адрон Коллайдер нь коллайдерын шинжлэх ухааны хөтөлбөрийн хүрээнд 2017 оны анхны протоны мөргөлдөөнийг зохион байгуулсан. Өвлийн завсарлагааны дараа дэлхийн хамгийн том хурдасгуурын илрүүлэгч болон олон мянган дэд системийн шалгалт тохируулга хийж дууслаа. Дараагийн зургаан сарын хугацаанд коллайдер 13 тераэлектронвольтоор мөргөлдөх статистикаа хоёр дахин нэмэгдүүлэх төлөвтэй байна. Энэ тухай CERN-ийн хэвлэлийн мэдээнд дурджээ.
Жил бүрийн өвөл хурдасгуур, илрүүлэгчийн системийг шинэчлэх, засварлахын тулд коллайдер үйл ажиллагаагаа зогсоодог. LHC-ийг ажиллуулахын тулд инженерүүдэд хэдэн долоо хоног шаардлагатай. Тиймээс энэ жил анхны протон туяа 4-р сарын 29-нд хурдасгуурт гарч ирэв - инженерүүд бөөмсийг хурдасгах үүрэгтэй радио давтамжийн резонаторуудын ажиллагааг шалгаж, аажмаар нэмэгдүүлэв. кинетик энергишаардлагатай 6.5 тераэлектронвольт хүртэлх тоосонцор (протоны үлдсэн энергиэс 6.5 мянга дахин их). Физикчид цацрагийн хэлбэр, чиглэлийг засч, мөргөлдөж буй цацрагуудын хоорондох мөргөлдөөнийг баталгаажуулдаг соронз, коллиматоруудыг суурилуулдаг.
5-р сарын 10-нд LHC-ийн гол илрүүлэгч болох ATLAS, LHCb, CMS, ALICE зэрэг цацрагуудын огтлолцох цэгүүдэд мөргөлдөөн эхэлсэн. Гол ажилурьдчилсан мөргөлдөөн - цацрагийн хяналтыг шалгах, детекторын системийг турших, ялангуяа цацраг мөргөлдөх цэгийн байрлалыг тохируулах. Урьдчилсан мөргөлдөөний үед шинжлэх ухааны мэдээлэл цуглуулахтай харьцуулахад цөөн тооны баглаа (арав орчим хоёр мянгаас илүү) ба цөөн тооны протоноос бүрдэх цацрагийг ашигладаг.
Одоо цацрагийн эрч хүч ч бага байна. Аажмаар физикчид багц дахь протоны тоог нэмэгдүүлж, багцыг нягтруулах болно - энэ нь протоны мөргөлдөөн, статистик цуглуулах хурдыг хурдасгах болно. 2016 онд эрдэмтэд 40 орчим урвуу femtobarns-ийн салшгүй гэрэлтэлтийг олж авсан - энэ утга нь байгууллагын хэвлэлийн мэдээгээр 6.5 сая протоны мөргөлдөөнтэй тэнцэж байна. 2017 оны төлөвлөгөөний дагуу угсралтын нэгдсэн гэрэлтүүлэг нь дор хаяж 45 урвуу фемтобарн байх төлөвтэй байна. Харьцуулбал, 2015 онд коллайдер нь 4.2 урвуу фемтобарнуудын салшгүй гэрэлтэлтийг хангаж байсан бол 2012 онд 1-р гүйлт - 23 урвуу femtobarns.
CMS илрүүлэгчийн анхны мөргөлдөөний нэг
2015, 2016 онуудаас ялгаатай нь хурдасгуурын ашиглалтын шинэ улирлын төгсгөлд кварк-глюоны плазм үүсгэх хар тугалганы ионуудтай мөргөлдөх сесс байхгүй болно. Энэ бол орчлон ертөнцийн амьдралын эхний минутуудыг дуурайдаг материйн төлөв байдал юм. Үүний оронд ALICE илрүүлэгч нь өмнөх өгөгдлийг боловсруулж, протон-протоны мөргөлдөөний талаарх мэдээллийг цуглуулах болно. Саяхан физикчид протоны масс бага ч гэсэн тэдгээрийн мөргөлдөх үед кварк-глюоны плазм үүсэх боломжтой болохыг олж мэдсэн.
CMS болон ATLAS нь 2012 онд нээсэн Хиггс бозоны шинж чанарын судалгааг үргэлжлүүлнэ. Туршилтаар бөөмийн төрөлт, задралын сувгийн параметрүүд болон бусад бөөмстэй хэрхэн харьцаж байгааг тодорхойлох юм. Нэмж дурдахад, LHCb туршилтын хамт (хамтын ажиллагааны удирдагчидтай хийсэн ярилцлагыг уншиж болно) физикчид Шинэ Физикийн ул мөрийг хайж олохын тулд ховор, чамин үйл явцыг үргэлжлүүлэн шинжлэх болно.
Статистикийн хэмжээг нэмэгдүүлснээр эрдэмтэд өндөр энергитэй үйл явдлуудын ер бусын оргилуудын мөн чанарыг мэдэх боломжтой бөгөөд энэ нь шинэ, хараахан нээгдээгүй бөөмсийг илтгэж магадгүй юм. Жишээлбэл, саяхан ATLAS Хиггс-бозоны хосын илүүдэл үйлдвэрлэлийн талаар сул харилцан үйлчлэлнийт энерги нь гурван тераэлектронвольт. Үйл явдлын статистик ач холбогдол нь бага байдаг - энэ нь 3.3 сигмагаас хэтрэхгүй, гэхдээ түүний эх үүсвэр нь жинхэнэ бөөмс болж хувирвал түүний масс нь мэдэгдэж буй аливаа энгийн бөөмсөөс хэдэн арван дахин их байх болно.
Владимир Королев
