Большой адро́нный колла́йдер ( англ. Large Hadron Collider, LHC) — ускоритель, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов и строящийся в исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований CERN ( фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire).
Большим он назван из-за своего периметра — около 27 километров. Вследствие того, что он ускоряет протоны и тяжёлые ядра, которые являются адронами, его назвали «адронным». И, наконец, коллайдером он называется потому, что он ускоряет частицы на встречных пучках.
Шутники, высмеивающие катастрофический сценарий, придумали пародийное название «Last Hadron Collider» (Последний Адронный Коллайдер).
Задачи, стоящие перед БАК
В начале XX века в физике появились две основополагающие теории — общая теория относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, которая описывает Вселенную на макроуровне, и квантовая теория поля, которая описывает Вселенную на микроуровне. Проблема в том, что эти теории несовместимы друг с другом. Например, для адекватного описания происходящего в чёрных дырах нужны обе теории, а они вступают в противоречие.
Ещё Эйнштейн в последние годы жизни хотел разработать Единую теорию поля, но количество эмпирического материала было тогда недостаточно. Во второй трети XX века физикам удалось разработать Стандартную Модель (СМ), которая объединяла три из четырёх фундаментальных взаимодействий — сильное, слабое и электромагнитное.
В конце XX века физики начали разрабатывать теорию, которая смогла бы объединить все четыре взаимодействия. Оказалось, однако, что добавить в СМ гравитационное взаимодействие чрезвычайно трудно. Таким образом, в настоящее время фундаментальные взаимодействия описываются двумя общепринятыми теориями: ОТО и СМ. Их объединения пока достичь не удалось из-за трудностей создания теории квантовой гравитации. Для дальнейшего объединения фундаментальных взаимодействий в одной теории используются различные подходы: теория струн, теория бран, а также перспективная М-теория.
Некоторые из них имеют проблемы внутри себя и ни у одной из них нет экспериментального подтверждения. Проблема в том, что для проведения соответствующих экспериментов нужны энергии, недостижимые на современных ускорителях заряженных частиц.
БАК позволит провести эксперименты, которые ранее было невозможно провести и, вероятно, подтвердит или опровергнет часть этих теорий. Так, существует целый спектр физических теорий с размерностями больше четырёх, которые предполагают существование « суперсимметрии» — например, теория суперструн. Подтверждение существования суперсимметрии, таким образом, будет косвенным подтверждением истинности этих теорий.
Развитие программы.
11 августа 2008 года успешно завершена первая часть предварительных испытаний.[6] Во время испытаний пучок заряженных частиц прошёл чуть более трёх километров по одному из колец БАКа. Таким образом, учёным удалось проверить работу синхронизации предварительного ускорителя, так называемого супер протонного синхротрона (SPS), и системы правой доставки луча. Эта система передаёт в основное кольцо разогнанные пучки таким образом, что они начинают двигаться по кольцу по часовой стрелке. В результате испытаний удалось оптимизировать работу системы.
Второй этап испытаний прошёл 24 августа 2008 года. Была протестирована инжекция протонов в ускорительное кольцо LHC в направлении против часовой стрелки.[7]
Итоговый запуск коллайдера намечен на 10 сентября.[8][9] Последние несколько месяцев ускоритель охлаждался до температуры 1,9 К (-271,25 °C). Это нужно было для того, чтобы магниты стали сверхпроводящими и могли держать очень сильное магнитное поле. А также для того, чтобы жидкий гелий, пропитывающий магниты, более эффективно их охлаждал.[9]
В полдень 19 сентября в ходе тестов магнитной системы сектора 3-4 произошёл инцидент, отодвинувший дальнейшие эксперименты как минимум на два месяца.[9] Согласно данным предварительного расследования, один из электрических контактов между магнитами расплавился под действием сильного тока, что привело к механическому разрушению части криогенной системы, выбросу около тонны жидкого гелия в туннель и как следствие резкому росту температуры. Для починки криогенной системы потребуется вернуть этот участок ускорителя к комнатной температуре, а после ремонта -- охладить его снова до рабочей температуры.
На следующем этапе испытаний будут производиться одновременные запуски пучков навстречу друг другу, чтобы наблюдать, что происходит при их «лобовых» столкновениях. Затем частицы будут сталкиваться на более высоких энергиях. Выход на энергию 14 ТэВ протон-протонного столкновения намечен на начало 2009 года.
Аргументы в пользу катастрофического сценария
По мнению сторонников катастрофического сценария, существует принципиальная разница между бомбардировкой Земли космическими частицами и экспериментами на ускорителе. В первом случае сталкиваются прилетающие из космоса ультрарелятивистские (летящие со скоростью, близкой к скорости света) элементарные частицы с элементарными частицами на Земле, скорость которых мала. Образующиеся частицы также являются ультрарелятивистскими и улетают в космическое пространство, не успев причинить Земле никакого вреда. В коллайдере же сталкиваются пучки элементарных частиц, летящие с ультрарелятивистскими скоростями в противоположных направлениях. Образующиеся микроскопические чёрные дыры и другие опасные частицы могут вылетать с любыми скоростями. Некоторые из них будут настолько медленными, что не смогут покинуть Землю.
Общая теория относительности в виде, предложенном Эйнштейном, не допускает возникновения микроскопических чёрных дыр в коллайдере. Однако они будут возникать, если верны теории с дополнительными пространственными измерениями. По мнению сторонников катастрофического сценария, хотя такие теории и умозрительны, вероятность того, что они верны, составляет десятки процентов. Излучение Хокинга, приводящее к испарению чёрных дыр, также является гипотетическим — оно никогда не было экспериментально подтверждено. Поэтому есть достаточно большая вероятность того, что оно не действует.
Кроме того, высока вероятность образования страпелек.
Ну дак что, ждем-с конца света 10го сентября? :))) зато не нада будет курсовые делать :) главное я б хотел на последок пивка холодненького попить :)))
|