Адронный коллайдер

Адронный коллайдер

Адрон - это название класса элементарных частиц. Коллайдер - это специальный ускоритель, с помощью которого возможно передать элементарным частицам вещества высокую энергию и, разогнав до высочайшей скорости, воспроизвести их столкновение друг с другом. 
Следовательно, адронный коллайдер - это ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжелых ионов и изучения продуктов их соударения. 

Коллайдер построен в научно-исследовательском центре на границе Швейцарии и Франции, его строительство началось еще в 2001 году. Протяженность его 27 километров на глубине 50-175 метров. Был запущен осенью 2008 года. Руководитель проекта - Лин Эванс. В строительстве и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тыс. учёных и инженеров из 100 стран. 
Внутри коллайдера поддерживается температура, которая ниже температуры космоса почти на полтора градуса. Совершенная криогенная система позволяет охлаждать внутренности коллайдера до -271.3 °C. А вот в космосе температура достигает примерно -270 °C. Несмотря на то, что сейчас внутри него царит температура, которая даже ниже, чем в открытом космосе, в результате столкновения пучков протонов внутри будет создаваться температура, в 100000 выше, чем температура ядра Солнца. На триллионную часть секунды будет возникать температура в 1,5 триллиона °C. 

[pic 1]

Как работает этот ускоритель? 
Работает данный аппарат следующим образом: 
Элементарные частицы разгоняются на разных орбитах в противоположных направлениях, после чего помещаются на одну орбиту. Ценность этого замысловатого устройства в том, что благодаря ему ученые получат возможность исследования продуктов столкновения элементарных частиц, фиксируемых специальными детекторами в виде цифровых фотокамер с разрешением в 150 мегапикселей, способных делать 600 млн фото в секунду. 

Цель создания 
Задача у адронного коллайдера состоит в следующем: заряженные частицы направляются потоками на встречу друг другу. Во время столкновений частиц в коллайдере происходят определенные процессы (выброс энергии, разрушение столкнувшихся частиц и рождение новых), что и служит предметом пристального исследования ученых. Разгоняют заряженные частицы до сверхвысоких скоростей в коллайдере при помощи электромагнитного поля. Согласно современным представлениям физики об окружающей материи, эта самая материя состоит из протонов и нейтронов, в совокупности они называются адроны. БАК позволит увидеть первоначальные процессы зарождения материи вселенной. В результате большой энергии столкновений в адронном коллайдере должна образовываться плазма, подобная веществу при процессе так называемого «Большого взрыва». По теории ученых, именно «Большой взрыв» сформировал сгустки первоначальной материи. Также задача БАКа - поиск дополнительных измерений и черных дыр. 

Как и когда зародилась идея строительства этой машины? 
Идея строительства этой машины зародилась еще в 1984 году, однако строительство туннеля началось только в 2001 году. Ускоритель расположен в том же туннеле, где прежде находился «Больной электрон-позитронный коллайдер». Почти 30-ти километровое кольцо (26,7) , проложенное на глубине около ста метров под землей на территории Франции и Швейцарии. 10 сентября 2010 года был запущен первый пучок протонов. 

Какие страны приняли участие в этом проекте? 
В разработке проекта участвовали сотни ученых со всего мира, в том числе и российские. Его стоимость оценивается в 10 миллиардов долларов из которых 531 миллион долларов в строительство адронного коллайдера вложили США. 

Благодаря большой энергии БАК позволил «заглянуть» в недоступную ранее область энергий и получить научные результаты, накладывающие ограничения на ряд теоретических моделей, открыты новые элементарные частицы, обнаружены легкие черные дыры. Технологии большого адронного коллайдера позволили создать рентгеновские аппараты, дающие цветное изображение и позволяющие врачам ставить более точные диагнозы.