Великий адронний коллайдер: для чого потрібен, де знаходиться
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Зміст:
Напевно майже кожна людина на Землі, хоч раз, та чула про великий адронний колайдер. Ось тільки, незважаючи на те, що багато хто чув про нього, мало хто розуміє, що таке адронний колладейр, яке його призначення, в чому суть адронного коллайдера. У нашій сьогоднішній статті ми відповімо на ці питання.
Що таке адронний коллайдер
По суті адронний коллайдер є складним прискорювачем елементарних частинок. З його допомогою фізикам вдається розігнати протони і важкі іони. Спочатку адронний коллайдер створювався для підтвердження існування бозона Хіггса, невловимої елементарної частинки, яку фізики часом жартома називають «частинкою Бога». Тож, існування цієї частинки було підтверджено експериментально за допомогою коллайдера, а сам її першовідкривач Пітер Хіггс отримав за це Нобелівську премію з фізики у 2013 році.
Зрозуміло, одним лише бозоном Хіггса справа не обмежилася, крім нього фізиками були знайдені і деякі інші елементарні частинки. Тепер ви знаєте відповідь на питання, навіщо потрібен адронний коллайдер.
Що являє собою великий адронний коллайдер
Перш за все, слід зазначити, що великий адронний колайдер не виник на порожньому місці, а з’явився як еволюція свого попередника – великого електрон-позитронного коллайдера, що представляє собою 27-ми кілометровий підземний тунель, будівництво якого почалося ще в 1983 році. У 1988 році кільцевий тунель зімкнувся, причому цікаво те, що будівельники підійшли до справи дуже ретельно, настільки, що розбіжність між двома кінцями тунелю становить лише 1 сантиметр.
Так виглядає схема адронного коллайдера.
Електрон-позитронний колайдер пропрацював до 2000 року і за час його роботи у фізиці був зроблений з його допомогою цілий ряд відкриттів, серед яких відкриття W і Z бозонів та їх подальше дослідження.
З 2001 року на місці електрон-позитронного коллайдера розпочалося вже будівництво коллайдера адронного, яке закінчилося в 2007 році.
Де знаходиться адронний коллайдер
Великий адронний коллайдер знаходиться на кордоні Швейцарії та Франції, в долині женевського озера, всього лише в 15 км від самої Женеви. І розташовується він на глибині 100 метрів.
Місце розташування адронного коллайдера.
У 2008 році почалися його перші випробування під патронатом ЦЕРН – Європейської організації з ядерних досліджень, яка на даний момент є найбільшою лабораторією в світі в галузі фізики високих енергій.
Для чого потрібен адронний коллайдер
За допомогою цього гігантського прискорювача елементарних частинок фізики можуть проникати так глибоко всередину матерії, як ніколи раніше. Все це допомагає, як підтверджувати старі наукові гіпотези, так і створювати нові цікаві теорії. Детальне вивчення фізики елементарних частинок допомагає нам наблизитися у пошуках відповідей на питання про будову Всесвіту, про те, як він зародився.
Глибоке занурення у мікросвіт дозволяє відкрити революційно нові просторово-часові теорії, і як знати, може бути, навіть вдасться проникнути в таємницю часу, цього четвертого виміру нашого світу.
Як працює адронний коллайдер
Тепер давайте опишемо, як власне працює великий адронний коллайдер. Про засади його роботи говорить назва, так як саме слово «коллайдер» з англійської перекладається як «той, хто зіштовхує». Головне його завдання – влаштувати зіткнення елементарних частинок. Причому частинки в коллайдері літають (і стикаються) на швидкостях, близьких до швидкостей світла. Результати зіткнень частинок фіксують чотири основних великих детектора: ATLAS, CMS, ALICE і LHCb та безліч допоміжних детекторів.
Небезпека адронного коллайдера
В цілому людям властиво боятися речей, які вони не розуміють. Саме це ілюструє ставлення до адронного коллайдера і різні побоювання, з ним пов’язані. Найрадикальніші з них, висловлювалися, що в разі можливого вибуху адронного коллайдера може загинути, не багато, багато, а все людство разом з планетою Землею, яку поглине утворена після вибуху чорна діра. Зрозуміло, перші ж досліди показали, що подібні побоювання не більше ніж дитяча страшилка.
А ось деякі серйозні побоювання щодо роботи коллайдера були висловлені нещодавно померлим англійським вченим Стівеном Хокінгом. Причому побоювання Хокінга пов’язані не стільки з самим колайдером, скільки з отриманим з його допомогою бозоном Хіггса. На думку вченого цей бозон є вкрай не стабільним матеріалом і в результаті певного збігу обставин може призвести до розпаду вакууму і повного зникнення таких понять як простір і час. Але не все так страшно, так згідно Хокінга, для того, щоб сталося щось подібне необхідний коллайдер завбільшки з цілу планету.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.