Адронны коллайдер навошта патрэбен? Для чаго патрэбен вялікі адронны коллайдер

Многія простыя жыхары планеты задаюць сабе пытанне пра тое, для чаго патрэбен вялікі адронны калайдэр. Незразумелыя большасці навуковыя даследаванні, на якія выдаткавана шмат мільярдаў еўра, выклікаюць насцярожанасць і асцярогай.

Можа, гэта і не даследаванні зусім, а прататып машыны часу або партал для тэлепартацыі іншапланетных істот, здольнай змяніць лёс чалавецтва? Чуткі ходзяць самыя фантастычныя і страшныя. У артыкуле мы паспрабуем разабрацца, што такое адронны коллайдер і для чаго ён ствараўся.

Амбіцыйны праект чалавецтва

Вялікі адронны коллайдер на сёння з'яўляецца наймагутным на планеце паскаральнікам часціц. Ён знаходзіцца на мяжы Швейцарыі і Францыі. Дакладней пад ёю: на глыбіні 100 метраў залягае кальцавой тунэль паскаральніка даўжынёй амаль 27 кіламетраў. Гаспадаром эксперыментальнага палігона коштам, якая перавышае 10 мільярдаў даляраў, з'яўляецца Еўрапейскі цэнтр ядзерных даследаванняў.

Вялікая колькасць рэсурсаў і тысячы фізікаў-ядзершчыкаў займаюцца тым, што паскараюць пратоны і цяжкія іёны свінцу да хуткасці, блізкай да светлавой, у розных напрамках, пасля чаго сутыкаюць іх адзін з адным. Вынікі прамых узаемадзеянняў старанна вывучаюцца.

Прапанова стварыць новы паскаральнік часціц паступіла яшчэ ў 1984 годзе. Дзесяць гадоў вяліся розныя дыскусіі наконт таго, што будзе сабой уяўляць адронны коллайдер, навошта патрэбны менавіта такі маштабны даследчы праект. Толькі пасля абмеркавання пытанняў асаблівасцяў тэхнічнага рашэння і патрэбных параметраў ўстаноўкі праект быў зацверджаны. Будаўніцтва пачалі толькі ў 2001 годзе, вылучыўшы для яго размяшчэння падземныя камунікацыі ранейшага паскаральніка элементарных часціц - вялікага электрон-пазітронна коллайдера.

Навошта патрэбен вялікі адронны коллайдер

Ўзаемадзеянне элементарных часціц апісваецца па-рознаму. Тэорыя адноснасці ўступае ў супярэчнасці з квантавай тэорыяй поля. Адсутнічае звяном у здабыцці адзінага падыходу да будынку элементарных часціц з'яўляецца немагчымасць стварэння тэорыі квантавай гравітацыі. Вось навошта патрэбен адронны коллайдер падвышанай магутнасці.

Агульная энергія пры сутыкненні часціц складае 14 тераэлектронвольт, што робіць прылада значна больш магутным паскаральнікам, чым усе існуючыя сёння ў свеце. Правёўшы эксперыменты, раней немагчымыя па тэхнічных прычынах, навукоўцы з вялікай доляй верагоднасці змогуць дакументальна пацвердзіць або абвергнуць існуючыя тэорыі мікрасвету.

Вывучэнне кваркаў-глюонной плазмы, якая ўтвараецца пры сутыкненні ядраў свінцу, дазволіць пабудаваць больш дасканалую тэорыю моцных узаемадзеянняў, якая зможа кардынальна змяніць ядзерную фізіку і метады пазнання зорнага прасторы.

базон Хігса

У далёкім 1960 годзе фізік з Шатландыі Пітэр Хігса распрацаваў тэорыю поля Хігса, згодна з якой часціцы, якія трапляюць у гэта поле, падвяргаюцца квантавым ўздзеяння, што ў фізічным свеце можна назіраць як масу аб'екта.

Калі ў ходзе эксперыментаў атрымаецца пацвердзіць тэорыю шатландскага ядзернай фізіка і знайсці базон (квант) Хігса, то гэтая падзея можа стаць новай адпраўной кропкай для развіцця жыхароў Зямлі.

А якія адкрыліся магчымасці чалавека, кіраўніка гравітацыяй, шматкроць перавысяць ўсе бачныя перспектывы развіцця тэхнічнага прагрэсу. Тым больш што перадавых навукоўцаў больш цікавіць не само наяўнасць базона Хігса, а працэс парушэння электрослабых сіметрыі.

Як ён працуе

Каб эксперыментальныя часціцы дасягнулі неймавернай для паверхні хуткасці, амаль роўнай хуткасці святла ў вакууме, іх разганяюць паступова, кожны раз павялічваючы энергію.

Спачатку лінейныя паскаральнікі робяць інжэкцыі іёнаў і пратонаў свінцу, якія пасля падвяргаюць ступеністаму паскарэнню. Часціцы праз бустер трапляюць у пратонны сынхроны, дзе атрымліваюць зарад у 28 ГэВ.

На наступным этапе часціцы трапляюць у супер-сынхроны, дзе энергія іх зарада даводзіцца да 450 ГэВ. Дасягнуўшы такіх паказчыкаў, часціцы трапляюць у галоўнае шматкіламетровыя кольца, дзе ў спецыяльна размешчаных месцах сутыкнення дэтэктары падрабязна фіксуюць момант соударения.

Акрамя дэтэктараў, здольных зафіксаваць усе працэсы пры сутыкненні, для ўтрымання пратонных згусткаў ў паскаральніку выкарыстоўваюць 1625 магнітаў, якія валодаюць звышправоднасць. Агульная іх даўжыня перавышае 22 кіламетры. Спецыяльная крыягенная камера для дасягнення эфекту звышправоднасці падтрымлівае тэмпературу -271 ° C. Кошт кожнага такога магніта ацэньваецца ў адзін мільён еўра.

Мэта апраўдвае сродкі

Для правядзення такіх амбіцыйных эксперыментаў і быў пабудаваны самы магутны адронны калайдэр. Навошта патрэбен шматмільярдны навуковы праект, чалавецтву распавядаюць з непрытоеным захапленнем многія навукоўцы. Праўда, у выпадку новых навуковых адкрыццяў, хутчэй за ўсё, яны будуць надзейна засакрэчаныя.

Нават можна сказаць, напэўна. Пацвярджэннем гэтаму з'яўляецца ўся гісторыя цывілізацыі. Калі прыдумалі кола, з'явіліся баявыя калясьніцы. Асвоіла чалавецтва металургію - добры дзень, гарматы і стрэльбы!

Усе самыя сучасныя распрацоўкі сёння становяцца здабыткам ваенна-прамысловых комплексаў развітых краін, але ніяк не ўсяго чалавецтва. Калі навукоўцы навучыліся расшчапляць атам, што з'явілася першым? Атамныя рэактары, якія даюць электраэнергію, праўда, пасля сотняў тысяч смерцяў у Японіі. Жыхары Хірасімы адназначна былі супраць навуковага прагрэсу, які забраў у іх і іх дзяцей заўтрашні дзень.

Тэхнічнае развіццё выглядае насмешкай над людзьмі, таму што чалавек у ім хутка ператворыцца ў самае слабое звяно. Па тэорыі эвалюцыі, сістэма развіваецца і мацнее, пазбаўляючыся ад слабых месцаў. Можа атрымацца ў хуткім часе так, што нам не застанецца месца ў свеце дасканаласці тэхнікі. Таму пытанне "навошта патрэбен вялікі адронны коллайдер менавіта цяпер" на самай справе - ня бяздзейнае цікаўнасць, бо выкліканы асцярогай за лёс усяго чалавецтва.

Пытанні, на якія не адказваюць

Навошта нам вялікі адронны коллайдер, калі на планеце мільёны паміраюць ад голаду і невылечных, а часам і паддаюцца лячэнню хвароб? Хіба ён дапаможа перамагчы гэта зло? Навошта патрэбен адронны коллайдер чалавецтву, якое пры ўсім развіцці тэхнікі вось ужо як сто гадоў не можа навучыцца паспяхова змагацца з ракавымі захворваннямі? А можа, проста больш выгадна аказваць дарагія медпаслугі, чым знайсці спосаб вылечыць? Пры існуючым светаладзе і этычным развіцці толькі жменьцы прадстаўнікоў чалавечай расы вельмі неабходны вялікі адронны калайдэр. Навошта ён патрэбны ўсяму насельніцтву планеты, вядучаму безупынны бой за права жыць у свеце, свабодным ад замахаў на чыю-небудзь жыццё і здароўе? Гісторыя пра гэта замоўчвае ...

Апасенні навуковых калег

Ёсць іншыя прадстаўнікі навуковага асяроддзя, выказваюць сур'ёзныя асцярогі з нагоды бяспекі праекта. Вялікая верагоднасць таго, што навуковы свет у сваіх эксперыментах, у сілу сваёй абмежаванасці ў ведах, можа страціць кантроль над працэсамі, якія нават толкам не вывучаныя.

Такі падыход нагадвае лабараторныя досведы юных хімікаў - усё змяшаць і паглядзець, што будзе. Апошні прыклад можа скончыцца выбухам у лабараторыі. А калі такі «поспех» напаткае адронны коллайдер?

Навошта патрэбен неапраўданую рызыку зямлянам, тым больш што эксперыментатары не могуць з поўнай упэўненасцю сказаць, што працэсы сутыкненняў часціц, якія прыводзяць да адукацыі тэмператур, якія перавышаюць у 100 тысяч разоў тэмпературу нашага свяцілы, не выклічуць ланцуговай рэакцыі за ўсё рэчывы планеты ?! Ці проста выклічуць ланцуговую ядзерную рэакцыю, здольную фатальна сапсаваць адпачынак у гарах Швейцарыі ці ў французскай Рыўеры ...

інфармацыйная дыктатура

Насцярожвае, што галасы сапраўды навукоўцаў і абазнаных у ядзернай фізіцы людзей папросту ізалююць ад грамадскасці. Сродкі масавай інфармацыі праходзяць міма, не спрабуючы нават асвятляць пытанне з гэтага пункту гледжання.

Для чаго патрэбен вялікі адронны коллайдер, калі чалавецтва не можа вырашыць менш складаныя задачы? Спроба замоўчвання альтэрнатыўнага меркавання толькі пацвярджае магчымасць непрадказальнасці ходу падзей.

Напэўна, там, дзе ўпершыню з'явіўся чалавек, у яго і была закладзена гэтая дваістая асаблівасць - рабіць дабро і шкодзіць сабе адначасова. Быць можа, нам адказ дадуць адкрыцця, якія падорыць адронны коллайдер? Навошта патрэбен быў гэты рызыкоўны эксперымент, будуць вырашаць ужо нашы нашчадкі.