Големият адронен колайдер
Големият адронен колайдер в ЦЕРН
Големият адронен колайдер. съкращение BAC (английски Large Hadron Collider съкращение LHC ..) - пръстен ускорител на заредени частици върху греди сблъсък. Collider е Европейската организация за ядрени изследвания (CERN), и е близо до Женева. на границата на Швейцария и Франция.
[Цитиране] етимологията
Голям име поради размери: дължина на земята пръстен е 26659 м [1]. Hadron - поради име частици - адрони (термин, въведен от съветски физика LB Okun 1962 за една година), който ускорява апарат [2]. ускорител (Engl ускорител -. щифт) - се дължи на факта, че лъчите на частиците се ускоряват в противоположни посоки и се сблъскват в местата на детектор [3].
Задачи [редактиране]
В началото на ХХ век в областта на физиката има две основни теории - общата теория на относителността (GR) Алберта Eynshteyna който описва вселената на макро равнище и квантовата теория на полето, която описва вселената на микро ниво. Проблемът е, че тези теории са несъвместими една с друга. Например, за да осигури адекватно описание на това, което се случва в черни дупки се нуждаем от двете теории и те конфликт.
Айнщайн продължение на много години се опитва да разработи единна теория на полето, но без резултат, защото игнорирайки квантовата механика. В края на 1960, физиците са успели да разработят стандартен модел (SM), която обединява три от четирите фундаментални взаимодействия - силни, слаби и електромагнитни. Гравитационното взаимодействието все още е описано по отношение на ОТО. Така, понастоящем основни взаимодействия са описани от две общоприетите теории: GR и СМ. Тяхното дълго сдружение успя да постигне поради трудността за създаване на теория на квантовата гравитация.
За допълнителна обединение на основните взаимодействия в теорията на различни подходи :. String теория е получил своето развитие в М-теория (брана теоретичния) свръхгравитацията теория, линия квантовата гравитация и т.н. Някои от тях имат вътрешни проблеми, и нито един от тях има експериментален потвърждение. Проблемът е, че за съответните експерименти необходима енергия недостъпни за съвременните ускорители на частици.
Ускорителят LHC ще позволи да извършват експерименти, които преди това са били невъзможно да се извърши и е вероятно да докажат или опровергаят някои от тези теории. Така че, има цяла гама от физически теории с повече от четири измерения, което предполага наличието на "суперсиметрията" - като например теорията на струните, понякога се нарича теорията за суперструните се дължи на факта, че без суперсиметрията тя губи физичен смисъл. Потвърждение за съществуването на суперсиметрията, така че ще бъде индиректно потвърждение за истинността на тези теории.
Най-кварк [редактиране]
Горният изварата - най-тежката изварата, и, освен това, че е най-трудното на открито до елементарните частици. Според последните резултати от Теватрон, теглото си от 171,4 ± 2,51 GeV. Поради своята голяма маса от топ кварк продължава да се наблюдава, докато само един ускорител - най-Теватрон в други ускорители просто не нямаше сили за рождения ден. В допълнение, в началото на извара, физици заинтересовани не само по себе си, но и като "работен инструмент", за да учат бозона на Хигс. Един от най-важните канали на Хигс бозона в LHC - асоциативен производство с топ кварк антикварк двойка. С оглед на надеждно разделяне на тези събития от фона, ние трябва първо да се запознаят с качествата на върховият кварк.
Проучване electrofeeble механизъм симетрия [цитат]
Една от основните цели на проекта е експериментален доказателство за съществуването на бозона на Хигс - частица предсказано от шотландски физик Питър Хигс през 1960 г. в рамките на Стандартния модел. Higgs е така наречената квантова поле Хигс, преминаването през който частиците изпитват резистентност, представени като маса за контакт. бозон себе си е нестабилна и има голяма маса (повече от 120 GeV). В действителност, физиците се интересуват не толкова Хигс бозон на Хигс като механизъм на симетрия счупване на електрослабата взаимодействие. Това е изследване на механизма може физици ще се натъкне на нова теория за света, по-дълбоко от МС.
Изследването на плазмата на извара-глуонната [редактиране]
Очаква се, че газта за режим на ядрени сблъсъци ще се случи не само протон-протонни сблъсъци, но сблъсъци на оловни ядра. В нееластично сблъсък на две ядра в ултра скорости се образува за кратко време и след това се разпада много здраво и топла буца ядрен въпрос. Разбиране на явленията (преход на дадено вещество в състояние на кварк-глуонна плазма и охлаждане), необходима за изграждането на по-съвършена теория на силните взаимодействия, които ще бъдат от полза и за двете ядрена физика и астрофизика.
Търсене суперсиметрията [редактиране]
Първата значима научна аванс от експериментите на LHC може да бъде доказателство или опровержение на "суперсиметрията" - теория, която гласи, че всяка елементарна частица има много по-тежки партньор, или "суперчастици".
Проучване на фотон-адронен и фотон-фотонни сблъсъци [редактиране]
На протоните са електрически заредени, така ултра-релативистично протона генерира облак почти реално фотони. летят в близост до протон. Това фотон поток става още по-силен в режим на ядрена сблъсъци, което се дължи до голяма електрически заряд на ядрото. Тези фотони може да се сблъскат с брояч като протонен генериращи фотон типичен Hadron сблъсък, и един с друг.
Проверка екзотични теории [правило]
Теоретиците в края на ХХ век са изтъкнали огромен брой необичайни идеи за устройството на света, които се наричат с общото наименование "екзотични модели." Тук се отнасят до теория, силна гравитация енергия мащаб от порядъка на 1 TeV модел с голям брой пространствени размери, preon модели, в които извара и лептони са съставни частици, модела с нови видове взаимодействие. Фактът, че натрупаните експериментални данни все още не е достатъчно, за да се създаде единна теория. И всички тези теории са съвместими с наличните експериментални данни. Тъй като тези теории могат да направят конкретни прогнози за LHC експериментатори планират да проверят прогнозите и за следи от различни теории в данните им изглежда. Очаква се, че получените резултати върху педала на газта, ще имат възможност да се ограничи въображението на теоретици, които обхващат някои от предложените проекти.
Други [редактиране]
Също така се очаква да се открие физични явления извън Стандартния модел. Предвижда се да се изследват свойствата на W и Z-бозони атомни взаимодействия при високи енергии, процеси на производство и гниене на тежката извара (б и т).
Спецификации [правило]
Ускорителят LHC ще работи шест детектори: ALICE (A Large Ion Collider Experiment), ATLAS (A Тороидална LHC апарат), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (Large Hadron Collider красота експеримент), TOTEM (общо Еластичен и дифракционна сечение Измерване ) и LHCf (The Large Hadron Collider напред). Детектори ATLAS и CMS се използват за търсене на бозона на Хигс и "нестандартни физиката", по-специално тъмна материя, ALICE - да учат плазма кварк-глуонен в сблъсъци на тежки йони на олово, LHCb - да учи физика на бета-кварки, което ще позволи по-добро разбиране на разликите между материя и антиматерия, TOTEM - изследване nestalkivayuschihsya частици (напред частици), които по-точно ще се измерва размера на протони, и също така за контрол на яркостта на ускорителя, и накрая, LHCf - да проучи космическите лъчи, симулирано използване на същия nestalkivayuschihsya astits [4].
Изграждане и експлоатация на [редактиране]
Строителство [редактиране]
България Участие [редактиране]
България участва в изграждането на педала на газта, създаване на детектори, и в бъдещите изследвания с тяхната употреба. Координатор на проекта за България и страните-членки е RDMS (ОИЯИ Дубна) [5].
Операция [цитат]
Ускоряването на частиците в ускорителя [цитат]
Скоростта на частиците в LHC сблъсък греди близост до скоростта на светлината във вакуум. Ускоряване на частици на такива високи скорости се постига в няколко етапа. В първия етап нискоенергийни линейни ускорители LINAC LINAC 2 и 3 произвеждат инжектиране протони и оловни йони за допълнително ускорение. След това частиците попадат в PS-бустер и по-нататък по себе си PS (Proton Synchrotron), придобиване на енергията на 28 GeV. След това ускоряване на частиците продължава SPS (суперпротонен синхротронна), където енергията на частиците достигне 450 GeV. След това лъчът се изпраща в главния околовръстен км 26,7 и сблъскване детектори фиксирани точки събития.
Консумация [цитат]
Разпределени изчислителни [цитат]
За контрол, съхранение и обработка на данни, която ще се занимава с педала на газта и детекторите на LHC, създава разпределени изчисления мрежа LCG (Англ. LHC Computing GRID), като се използва грид-технологиите. За да се изчисли на данните, необходими за изграждането и функционирането на Large Hadron Collider използване проекта LHC @ Home разпределени изчисления.