история на педала на газта, което знаем днес като Large Hadron Collider, започва още от 2007 г. насам.Първоначално хронология започна с ускорителите циклотрон.Устройството е малко устройство, което се побира лесно на бюро.След това, историята започва да се развива бързо ускорители.Тя се появява синхротрон синхротрон.
в историята, може би най-забавните е периодът 1956-1957.По това време съветската наука, особено физика, не изостават чуждестранни братя.Използвайки опита, натрупан през годините, Съветския физик на име Владимир Veksler направи пробив в областта на науката.Тя е създала най-мощния синхротрон в момента.Работната му капацитет е 10 GeV (10 милиарда електронволта).След това откритие е създал сериозни примери за ускорители, голям електрон-позитронна ускорител, швейцарската газта в Германия и САЩ.Всички те имаха една обща цел - изучаване на основните частици кварки.
Large Hadron Collider е създаден на първо място, благодарение на усилията на италианския физик.Името му е Карло Rubbia, лауреат на Нобелова награда.По време на своята дейност Rubbia работил като директор на Европейската организация за ядрени изследвания.Беше решено да се изгради и тичам на LHC е на мястото на центъра на научните изследвания.
Къде Hadron Collider?
Collider поставен на границата между Швейцария и Франция.Дължина на обиколката си е на 27 км, и така той се нарича велик.Ring ускорител датира от 50 до 175 метра.The ускорителя е разположен в 1232 магнит.Те са свръхпроводящи, което означава, човек може да развие максимална поле, за да се ускори, тъй като цената на енергията в тези магнити са почти отсъства.Общото тегло на всеки магнит е 3.5 тона с дължина 14,3 метра.
Като всеки физически обект, Големия адронен ускорител генерира топлина.Поради това е необходимо постоянно да се охлади.За тази температура се поддържа при 1.7 К, използвайки 12 милиона литра течен азот.В допълнение, охлаждане от течен хелий (700 хиляди галона), и най-важното - се използва налягането, която е десет пъти по-ниско от нормалното атмосферно налягане.
температура 1,7 K в Целзий е -271 градуса.Тази температура е почти близо до абсолютната нула.Абсолютна нула, се нарича граница на възможния минимум, която може да има физическо тяло.
Интериорът на тунела не по-малко интересно.Има от ниобий-титан кабели с свръхпроводящи способности.Тяхната дължина е 7600 км.Общото тегло на кабелите е 1200 тона.Интериорът на кабела - това преплитане на 6300 проводници с общо разстояние от 1,5 милиарда километра.Тази дължина е равна на 10 астрономически единици.Например, разстоянието от Земята до Слънцето е 10 такива единици.
Ако говорим за нейното географско положение, може да се каже, че лъжата ускорител пръстен между градовете Saint-Genis-Волтер и Forno, разположен на френската страна, както и Марин и Vessurat - с швейцарска страна.Малък пръстен, наречен PS, се простира по протежение на границата на диаметъра.
основание за съществуване
С цел да се отговори на въпроса "какво е необходимо Hadron Collider", се обърнете към учените.Много учени смятат, че тя е най-великото изобретение за целия период на науката, и че без него науката, което е известно за нас днес, просто няма смисъл.Съществуването и стартирането на Големия адронен ускорител са интересни с това, че сблъсък на частици в Hadron Collider е експлозия.Всички най-малките частици се отделят в различни посоки.Образуване на нови частици, които могат да обяснят наличието и значението на много.
първото нещо, което учените са се опитвали да намерят тези частици се разби - това е теоретично предсказано от физик Питър Хигс елементарна частица, наречена "бозона на Хигс".Този зашеметяващ частиците е носител на информация, се считат.Повече тя се нарича "Бог частиците."Откриване тя ще донесе на учените да разберат вселената.Следва да се отбележи, че през 2012 г., 04 юли Hadron Collider (начало на успеха му в част), за да помогне за намиране на подобна частица.Днес учените се опитват да го изучават в детайли.
Докога ...
Разбира се, въпросът веднага възниква, защо са толкова дълги, учените да изучават тези частици.Ако имате устройство, можете да го стартирате, и всеки път, за да стреля повече и повече данни.Фактът, че работата на LHC - скъпо удоволствие.Един стартиране струва голяма сума.Така например, годишната консумация на енергия, равна на 800 млн. KW / ч.Това количество консумирана енергия града, който е дом на около 100 хиляди души. Man, средните стандарти.И това не е преброяване на стойността на услугата.Друга причина - е, че LHC експлозията, която се появява, когато хлътва протоните длъжни да произвеждат голям обем данни, компютърът чете толкова много информация, че обработката отнема много време.Въпреки че капацитетът на компютри, за да получавате информация, дори и голяма по днешните стандарти.
следващата причина - тя не по-малко е добре познат тъмна материя.Учените, работещи с ускорителя в тази област смятат, че видимия спектър на цялата вселена е само 4%.Предполага се, че останалата част - това е тъмната материя и тъмната енергия.Експериментално се опитва да докаже, че тази теория е вярна.
Hadron Collider: за или против
представи теорията на тъмната материя поставя под въпрос безопасността на съществуването на LHC.Въпросът стана: "Hadron Collider: за или против?"Тревожеше много учени.Всички велики умове на света са разделени в две категории."Противниците" са представили интересна теория, че ако съществува такъв въпрос, тогава тя трябва да бъде неговата противоположност на частиците.И сблъсък на частици в ускорителя изглежда тъмна част.Съществуваше риск, че тъмната част и част, която виждаме лицето.След това може да доведе до разрушаване на цялата вселена.Въпреки това, след първия манш на LHC тази теория е частично счупена.
Следваща по важност идва експлозията на Вселената, или по-скоро - раждането.Смята се, че сблъсъкът може да се наблюдава как вселената се прояви през първите секунди на съществуване.Начинът, по който тя се грижеше за произхода на Големия взрив.Смята се, че в процеса на сблъсък на частици много подобен на този, който е бил в началото на раждането на Вселената.
поне още една страхотна идея, която се проверява от учените - е екзотични модели.Изглежда невероятно, но има една теория, която предполага, че има и други измерения и вселени с хора като нас.И странно, газта и сме в състояние да ви помогне.
Просто казано, целта на съществуването на педала на газта, за да се разбере какво е Вселената, как е бил създаден, за да докажат или опровергаят всяка съществуваща теория на частици и свързани с тях явления.Разбира се, това ще отнеме години, но с всеки старт, нови открития, които преобръщат света на науката.
Факти за ускорителя
Всеки знае, че педала на газта ускорява частици до 99% от скоростта на светлината, но не много знаете, че процентът е равна на 99.9999991% от скоростта на светлината.Тази невероятна фигура има смисъл, защото на перфектен дизайн и мощни магнити ускоряват.Ние също трябва да обърнете внимание на някои от по-малко известните факти.
| брой на протоните в един куп | 100 млрд. (1011) |
| номер съсирва | да 2808 |
| брой лъч от протони в детекторите на зоните | на 31 млн. в секунда в 4 области |
| брой удари между частиците в пресечната | 20 |
| обем от данни в сблъсък | 1.5 MB |
| брой частици Хигс | 1 частиците всеки 2,5 секунди (при пълна интензивност на лъча и в съответствие с някои предположения за свойствата на частицата Хигс) |
Приблизително 100 милиона. потоци от данни, които идват от всяка от двете основни детектори може в рамките на няколко секунди, за да завършитеповече от 100 хил. CDsВ само за един месец броят на дискове са достигнали такава височина, че когато те се определят в стека, че ще бъде достатъчно, за да луната.Затова бе решено да не се събират всички данни, които идват от детекторите, но само тези, които имат правото да използват системата за събиране на данни, които в действителност действа като филтър за данните.Беше решено да се записват само на 100 събития, настъпили по време на експлозията.Пише тези събития ще бъдат за архивиране на данни център на Големия адронен ускорител, който се намира в Европейската лаборатория по физика на елементарните частици, който е и местоположението на педала на газта.Записвания не са събитията, които са били регистрирани, както и тези, които представляват научната общност най-голям интерес.
Последващата обработка
След написването стотици килобайти на данни, за да бъдат обработени.За тази цел, повече от две хиляди компютри, разположени в ЦЕРН.Целта на тези компютри е преработката на сурови данни и образуването на тези базови че ще бъде полезно за по-нататъшен анализ.След това потокът от данни, генерирани ще бъдат насочени към компютърна мрежа мрежа.Тази онлайн мрежа свързва хиляди компютри, които са разположени в различни институции по целия свят, се свързва повече от сто големи центрове, които са разположени на три континента.Всички тези съоръжения са свързани с помощта на ЦЕРН фибри - за максимална скорост на данните.
Говорейки за факти, че е необходимо да се спомене също така и на физическата характеристика на сградата.Tunnel ускорителя е в отклонение от 1,4% спрямо хоризонталната равнина.Това се прави най-вече, за да се постави много на педала на тунела в монолитна скала.Така дълбочината на поставяне върху срещуположните страни са различни.Ако приемем, от езерото, което се намира близо до Женева, ще бъде равна на дълбочината на 50 метра.На противоположната страна е с дълбочина от 175 метра.
Интересно е, че лунните фази влияят върху педала на газта.Тя може да изглежда като далечен обект може да действа от разстояние.Въпреки това, той отбеляза, че по време на пълнолуние, когато има пробив, земя близо до Женева се покачва с близо 25 сантиметра.Това се отразява на продължителността на ускорителя.По този начин се увеличава дължината от 1 милиметър, и енергията на лъча се променя от 0.02%.От контрола на енергията лъч трябва да отида до 0.002%, учените трябва да вземат предвид това явление.
Също интересно е, че тунел ускорител има формата на осмоъгълник, а не в кръг, като много от тях са.Ъгли образувани на къси участъци.Те определят детекторите са разположени, както и система, която контролира лъч на ускорени частици.
структура
Hadron Collider, стартирането на което е свързано с много от детайлите и вълнението на учените - невероятно устройство.Цялата газта се състои от два пръстена.Малък пръстен, наречен протон синхротрон, или ако използвате съкращения - PS.Big Ring - Super Proton Synchrotron или SPS.Заедно, двете колелца дават възможност за овърклок до 99,9% от скоростта на светлината.По този начин се увеличава колайдер и енергийни протони, повишаване на тяхната обща енергия от 16 пъти.Той също така позволява на частиците се сблъскват една с друга около 30 млн. Пъти / сек.в продължение на 10 часа.От четирите основни детектори се получава най-много 100 терабайт цифрови данни в секунда.Извличане на данни, дължащи се на определени фактори.Например, те могат да открият елементарни частици, които имат отрицателен електрически заряд, и имат половин завъртане.Тъй като тези частици са нестабилни, че е невъзможно да насочим тяхното откриване може да се открие само тяхната енергия да бъдат изпуснати под определен ъгъл към оста на светлинния сноп.Този етап се нарича стартовете от първо ниво.Този етап е последван от повече от 100 специални карти за данни, които са вградени в прилагането на логиката.Тази част се характеризира с това, че по време на получаването на данни е избор на повече от 100 хиляди блокове данни за една секунда.След това, тези данни ще бъдат използвани за анализа, който възниква при използването на по-високо ниво.
системи следващото ниво, за разлика от това, да получават информация от всички потоци на детектора.Детектор софтуер, работещ на мрежата.Там той ще използва голям брой компютри за обработка на допълнителни блокове от данни, средното време между блоковете - 10 микросекунди.Програми, ще трябва да се създаде ниво на частици, който съответства на оригиналния точка.Резултатът ще се формира от набор от данни, състоящи се от инерцията, енергетиката, траектория, и други, които са възникнали по едно и също събитие.
части ускорител
цялата ускорител може да бъде разделен на 5 основни части:
1) Accelerator електрон-позитронна ускорител.Подробности, е около 7000 магнита с свръхпроводящи свойства.С тях идва посоката на лъча на тунела за пръстен.И фокусира лъча в един поток, ширината на който се редуцира до ширината на един косъм.
2) Compact Muon Solenoid.Този детектор е предназначена за общо предназначение.Това търсене детектор за нови явления, като например намиране на частицата Хигс на.
3) детектор LHCb.Значението на това устройство е да се търси за кварките и частиците противоположните им - антикварка.
4) Тороидална определяне ATLAS.Този детектор е предназначен за фиксиране на мюони.
5) Алис.Този детектор улавя сблъсъци на оловни йони и протон-протонни сблъсъци.
проблеми при стартиране на LHC
Въпреки факта, че наличието на високи технологии премахва възможността за грешки на практика всичко е различно.По време на монтажа на газта се забави, както и неуспехите.Аз трябва да кажа, че тази неочаквана ситуация не е бил.Устройството съдържа много нюанси и изисква такава точност, че учените очакват подобни резултати.Например, един от проблемите, които се сблъскват по време на старта учени - отказът на магнита, който се фокусира греди на протоните непосредствено преди сблъсъка.Тази тежка катастрофа е била причинена от разрушаването на запор поради загуба на свръхпроводящи магнити.
Този проблем възниква през 2007 година.Заради нея изстрелване ускорител отлагано няколко пъти, а само през юни, стартирането се състоя, почти една година, все още Collider започна.
последния старт на ускорителя е била успешна, тя повдигна много терабайта данни.
Hadron Collider, който да започне 05 април 2015 г., Функционира успешно.През месец гредите ще гонят около пръстена, постепенно се увеличава мощността.Целите на проучването, като такива, не.Ще се увеличи сблъскване енергийни лъчи.Стойността ще се повиши от 7 TeV до 13 TeV.Това увеличение ви позволява да видите нови възможности в сблъсък на частици.
през 2013 и 2014.са сериозни технически проверки на тунели, ускорители, детектори и друго оборудване.Резултатът беше двуполюсен магнит 18 свръхпроводящ функция.Следва да се отбележи, че общата сума на своите 1232 броя.Въпреки това, останалите магнитите не са отишли незабелязани.В противен случай се замени системата за защита от охлаждане, ние доставихме подобри.Също подобрена система от магнити охлаждане.Това им позволява да останат при ниски температури, с максимална мощност.
Ако всичко върви добре, на следващия старта на газта ще се проведе само след три години.Чрез този период от очертани в плана за работа, за да се подобри, ускорител инспекция.
Следва да се отбележи, че ремонтът струва и стотинка, без да се отчита цената.Hadron Collider, считано от 2010 г. е с цена, равна на $ 7,5 милиарда. Евро.Тази цифра показва на целия проект на първо място в списъка на най-скъпите проекти в историята на науката.
Акценти
Hadron Collider, стартирането на която се състоя след почивката, е била успешна.Имаше някои интересни данни.Например, доказателство е представено, че сегашното разбиране на частиците полето.Това стана възможно благодарение на правилната работа на детектора CMS и LHCb на.Тези детектори уловени разпадането на две BS мезон, което е пряко доказателство за лоялност към съвременните теории.
трябва да се чудя, как е доказателство за тази теория.Един метод - улавяне на нови частици.
