Събота, Юли 14, 2007

Големият адронов колайдер

Многократно завършвам постовете си със споменаването на Големия адронов колайдер — или по-известен със съкращението си LHC (от Large Hadron Collider). Сега ми се иска да посветя един пост специално на него, защото този колайдер е нещо наистина специално.

Големият адронов колайдер е ускорител на частици, който се строи в момента в ЦЕРН (Европейска организация за ядрени изследвания) до Женева, Швейцария. Той заема мястото на стария LEP (Large Electron-Positron Collider) в огромен тунел с диаметър 3 м, обиколка 27 км и заровен на 50 до 175 м под земята.

Колайдерът е съставен от две успоредни тръби между свръхпроводими магнити, охлаждани от течен хелий. В тях ще се пускат два лъча от протони, които ще обикалят в противоположни посоки и ще пресичат траекториите си в четири точки по 27-километровото трасе. Всеки протонен лъч ще има енергия от 7 TeV, като общата енергия на сблъсъка ще е 14 TeV.
TeV (тераелектронволт) е единица за енергия, използвана във физиката на елементарните частици. 1 TeV е приблизително равен на кинетичната енергия на летящ комар. Това, което прави Големия адронов колайдер специален е способността му да концентрира енергия в зона, милиони милиони пъти по-малка от комар.
Преди да бъдат пуснати в главния ускорител протоните ще бъдат ускорявани на етапи в линейни и по-малки кръгови ускорители. Освен протони, в LHC ще се изследват и тежки йони. Предвидени са шест подземни детектори: ATLAS, CMS, LHCb, ALICE, TOTEM и LHCf, като първите два са най-големите и са с общо предназначение. Докато работи ускорителят, общата енергия в магнитите ще достига 10 GJ (еквивалентни на 2.5 тона тротил).


Част от въпросите, на които 7000 учени от цял свят се надяват да получат отговори след експериментите в Големия адронов колайдер са:
  • Дали Стандартният модел нарушава механизма на Хигс за образуване на масите на елементарните частици? Ако не, колко са Хигс бозоните и каква е масата им?
  • Ще бъде ли по-точното измерване на масите на барионите напълно съвместимо със Стандартния модел?
  • Имат ли елементарните частици суперсиметрични партньори?
  • Защо има очевидно нарушаване на симетрията между материя и антиматерия?
  • Съществуват ли допълнителни измерения (както предсказва теорията на струните) и можем ли да ги "видим"?
  • Какво всъщност са тъмната материя и тъмната енергия?
  • Защо гравитацията е с много порядъци по-слабо взаимодействие от останалите три?
Въпреки че отговорите на тези въпроси биха били безценни, новият ускорител на ЦЕРН си има цена, която не е никак малка. Първоначално приетата през 1995 г. стойност на проекта е била 1700 млн. евро плюс 140 млн. евро за експериментите, но през 2001 г. е направено преизчисляване и цената се е вдигнала с 300 млн. евро за ускорителя и 30 млн. евро за експериментите, което общо прави колосалните 2.17 млрд. евро. По време на строителството са изниквали множество проблеми пред инженерите и всичко това доведе до преместване на крайния срок от 2005 към април 2007, а на 22 юни ЦЕРН обяви нов срок: май 2008 г.

Съществуват известни притеснения относно безопасността на Големия адронов колайдер. Според някои хора експериментите в него могат да предизвикат няколко теоретични катастрофи, способни да унищожат Земята или дори Вселената! Например:
Според проучвания на ЦЕРН няма опасност от подобни инциденти. Учените очакват получените мини черни дупки да се изпаряват почти мигновенно заради лъчението на Хокинг, въпреки че то не е доказано.


Когато човечеството е на прага на нови открития и навлиза в неизвестни територии няма кой да гарантира, че всичко ще мине безпроблемно. Риск винаги е имало и винаги ще има.

_________
Изображения: CERN, ATLAS

7 бр. коментари:

Fobos каза...

Тези експерименти могат да обърнат доста теории нагоре с "краката". Надявам се, че всичко ще бъде добре премислено и обезопасено, че да разберем след това дали сме постигнали нещо, а не да се изпарим в пространството :-)

Прекрасен постинг! Поздравления!

Filip каза...

Благодаря!
Лично аз смятам, че няма да има проблеми от такъв апокалиптичен характер. Най-много да има технически проблеми, защото енергиите в LHC ще са наистина колосални.

Ама ако не съм прав, наистина просто ще се изпарим. Барабар с всичките си дребни житейски проблемчета :-)

Lancelot каза...

С каква енергия ще се захранва чудото? Може би трябва успоредно на този строеж да изградят и миниАЕЦ ;)

Filip каза...

Интересен въпрос! Според ЦЕРН общата консумация на ток на целия комплекс (вкл. LHC) за 2009 щяла да бъде 1000 GWh, което било по-малко от 10% от консумацията на кантона Женева. ЦЕРН не произвежда собствено електричество, въпреки че има дизелови генератори, които се включват в случай на спиране на тока. (източник)

Друг интересен факт е, че голяма част от ел. енергията ще отива за криогенното охлаждане на магнитите, които се нуждаят от него, за да работят като свръхпроводими.

Fobos каза...

Казвахме им ние на европейците да не дърпат шалтера на III и IV блок на АЕЦ "Козлодуй" :р

Предполагам, че енергия ще се търси и от алтернативните начини. Естествените горива едва ли биха им свършили работа...

Filip каза...

Ами те сигурно направо си я купуват енергията от швейцарския НЕК :)

Sinergy каза...

Съществуват известни притеснения относно безопасността на Големия адронов колайдер. Според някои хора експериментите в него могат да предизвикат няколко теоретични катастрофи, способни да унищожат Земята или дори Вселената! Например:
Създаване на стабилна черна дупка;

Като прочетох това си спомних за романа "Хиперион" на Дан Симънс, където се беше случило точно това на "Старата Земя". Направо ме побиха тръпки.
Да се надяваме, че всичко ще е OK в нашият случай.