I hjertet af Europa, ved siden af grænsen mellem Frankrig og Schweiz, nær Genève, ligger forskningscentret for Den Europæiske Organisation for Nuklear Forskning (CERN). Det er her, at Large Hadron Collider (LHC) blev bygget - den største eksperimentelle facilitet i verden til forskning, der er designet til at bevise eller modbevise de mange videnskabelige hypoteser, der er opstået i teoretisk fysik i de senere år.
Det sidste byggearbejde blev afsluttet her i november 2006, men den første officielle lancering fandt sted først i september 2008. Naturligvis blev kun en del af designkapaciteten brugt.
Død i et sort hul
Imidlertid gik ikke alt i driften af enheden straks gnidningsløst. Kort efter lanceringen af collideren i september skete der en ulykke, der deaktiverede den i et helt år. Mange journalister var hurtig med at erklære de mystiske årsager til ulykken: angiveligt højere magter ville ikke tolerere indblanding i naturens hellige hellige - dens mikrokosmos. Ikke desto mindre gav instituttets specialister roligt fiaskoen en helt jordisk forklaring - ledningerne kunne simpelthen ikke tåle det.
Denne forklaring var ikke mediepræsentanterne. Mange af dem, der dog ikke havde tilstrækkelig grund, forudsagde forfærdelige konsekvenser for verden, hvis testene på collideren fortsatte. En rigtig hysteri udfoldede sig omkring collideren. Nogen hævdede, at testning ville åbne døren til en verden af uudforsket mørk energi og mørk stof, der fylder universets vakuum. Og dette vil føre til uforudsigelige konsekvenser. Nogen råbte, at eksperimenter uundgåeligt ville føre til fremkomsten af sorte huller, som med en stigende hastighed først ville absorbere selve instituttet og derefter hele vores planet. Intet og ingen vil blive frelst, medmindre du løber væk fra et sort hul med en hastighed, der overstiger lysets hastighed. Men som du ved, kan intet på Jorden bevæge sig med en sådan hastighed. Det var som det måtte, videnskabsmændene viste rigtig mod,ikke bukket under for amatørernes advarsler, og alligevel lancerede collideren.
Mirakel tunnel
Salgsfremmende video:
LHC er et reelt mirakel ved moderne teknologi. Forestil dig en kæmpe enhed med utrolig kompleksitet, beliggende i en cirkel i en underjordisk tunnel. Inde i rørene, der udgør LHC, bevæger stråler af ladede partikler sig med en enorm hastighed i modsatte retninger. Tunnelen er næsten 27 kilometer lang og ligger i en dybde på 50 til 175 meter, skrånende mod jordoverfladen. Systemet inkluderer acceleratorer, der tillader partikler at accelerere til den hastighed, som forskerne kræver, magneter, der holder partikelstrømmene i den ønskede retning, og sensorer, der tillader bestemmelse af partiklernes placering og deres egenskaber.
På trods af den mikroskopiske størrelse af det studerede stof i sig selv, er alt i LHC slående i dets skala. For eksempel er detektorer 25 meter høje, driftstemperaturen for magneterne er -271 ° C, energiforbruget er lig med 10% af det samlede årlige forbrug i et lille land, den fantastiske hastighed for partikelfilter, som tillader 10.000 omdrejninger i sekundet.
Protoner og kombinationer af blyprotoner og neutroner eller tunge ioner bruges som arbejdsmateriale. Partiklerne bevæger sig med en utrolig hastighed tæt på lysets hastighed, hvilket uden VAK kun ville være muligt, når de opvarmes til millioner af grader Celsius - under forhold tæt på betingelserne for universets opkomst. Under bevægelsen kolliderer partiklerne med hinanden og spreder sig i forskellige retninger, men i form af kvarker, som er titusinder af gange mindre end protoner. Derfor blev enheden kaldt en collider, fra det engelske ord kolliderer - "at kollidere". Sandt nok, kvarker kombineres næsten øjeblikkeligt i nye partikler - så hurtigt, at forskere ikke har tid til at overveje dem. Dette passer dog alle, fordi det er helt nok at studere egenskaberne ved nye partikler til at få data om kvarkernes egenskaber.
Gåder bliver aldrig mindre
Ved hjælp af VAK håber forskere at få bekræftelse af mange hypoteser. For eksempel er der stadig opvarmede debatter om, hvad sagen er lavet af, det vil sige alt, hvad der er omkring, inklusive os selv. Indtil for nylig blev det antaget, at den såkaldte teori om standardmodellen til universets konstruktion er blevet grundigt undersøgt. Forskere har dog stadig ikke modtaget svar på alle deres spørgsmål. For eksempel reflekterer de over, hvad der er massens art, hvordan masse blev dannet efter Big Bang, som gav anledning til rummet, hvordan stof og antimaterie opstår, og hvorfor de ikke kommer sammen med hinanden, hvad der er mørk energi og mørk stof, hvor, hvordan og hvorfor de opstår.
Samtidig er der i de senere år kommet nye videnskabelige hypoteser, der går langt ud over standardmodellen og forsøger at besvare netop disse spørgsmål. Nå, for eksempel den berømte strengteori, ifølge hvilken der er et enormt antal andre dimensioner omkring os, som er snoede i en sådan grad, at vi simpelthen ikke engang mistænker for deres eksistens. Men hele verdener findes inden i disse tyndeste strenge. Hvis denne teori, takket være Higher Attestation Commission, finder sin bekræftelse, kan vi muligvis finde svaret på mange mysterier i vores historie og modernitet. Nå, for eksempel, hvorfor for ca. 40.000 år siden pludselig forsvandt neandertalere, der indtil da mange årtusinder ret fredeligt eksisterede på vores planet sammen med menneskelige forfædre - Cro-Magnons. Eller hvor UFO'er vises på himlen over vores hoveder,deres bevægelse overtræder alle de kendte fysiske love, og hvor de forsvinder lige så pludseligt som de optrådte. Og skibene, der drev i Bermudatrekanten i fuldstændig ro, men uden en sjæl om bord? Og den berømte Philadelphia-eksperiment? Listen over mystiske fænomener forbundet med udseendet og forsvinden af mennesker og genstande fortsætter og fortsætter.
Forresten, under en af eksperimenterne, opdagede videnskabsmænd, at nogle af protonerne på vej til detektoren … bare forsvandt. Det vil sige, sagen er forsvundet. Hvorfor er dette ikke en bekræftelse af strengteori?
Magiske klodser eller om fordelene ved at gå i bjergene
Derudover er der endnu et problem i standardmodellen. Det ser ud til, at forskere er kommet til bunden af de mindste, såkaldte elementære partikler, der udgør universet. Men nej, det var der ikke! Kort sagt, vi ved alle fra skolefysikundervisningen, at ethvert stof består af molekyler, molekyler af atomer og atomer på sin side består af endnu mindre partikler - protoner og neutroner, der også kaldes hadroner (deraf navnet - Hadron Collider), som igen består af kvarker. Men der er, viser det sig, en endnu mindre partikel - boson, opkaldt efter den berømte indiske videnskabsmand Shatyendranath Bose, et medlem af Royal Society of London, der antydede dens eksistens i midten af det forrige århundrede.
Flere årtier senere udviklede den skotske teoretiske fysiker Peter W. Higgs, en professor ved University of Edinburgh, Boses teori og på sin side foreslog, at boson konverterer en foton af feltet til en partikel af stof med masse. Med andre ord kommer noget ud af intet ved hjælp af en boson.
Så Higgs-bosonerne skulle fremover blive grundlaget for standardmodellen, netop murstenen, hvorfra ethvert naturobjekt er opbygget ved hjælp af en magisk kraft, der kaldes af forskernes supersymmetri. Han kaldes allerede enten "en partikel af Gud", derefter en "forbandet partikel". Og nogle jokere kaldte endda det "boson" en flaske champagne."
Indtil nu er bosonens eksistens imidlertid ikke blevet bevist eksperimentelt. Interessant nok kom ideen om bosonens rolle i molekylære processer til Higgs, mens han vandrede i bjergene i Edinburgh. Dette er hvad frisk luft kombineret med træning betyder!
Så et af målene med WAK er bare at bekræfte eksistensen af denne meget Higgs boson. At finde det for fysikere er som at finde det vigtigste manglende led i menneskets udvikling for antropologer. Jeg fandt det - og alt på billedet af universet falder øjeblikkeligt på plads. Den sidste celle i puslespillet er lukket. Uanset om det er tilfældet, har centrets specialister allerede i de seneste måneder gjort mange opdagelser, og endnu mere, ifølge deres prognoser, vil der blive gjort meget snart. For eksempel er videnskabsmænd nær ved at bekræfte eksistensen af den mytiske neutralino og er ved at gøre en sensationel opdagelse om eksistensen af mørk stof.
Vi tror, de vil få succes. Vi kan kun ønske dem held og lykke!
Magasin: Hemmelighederne fra det 20. århundrede №3. Forfatter: Sergey Sukhanov