I hjertet av Europa, ved siden av grensen mellom Frankrike og Sveits, nær Genève, ligger forskningssenteret til European Organization for Nuclear Research (CERN). Det er her Large Hadron Collider (LHC) ble bygget - det største eksperimentelle anlegget i verden for å utføre forskning designet for å bevise eller motbevise de tallrike vitenskapelige hypoteser som har oppstått i teoretisk fysikk de siste årene.
Det siste byggearbeidet ble fullført her i november 2006, men den første offisielle lanseringen skjedde først i september 2008. Naturligvis ble bare en del av designkapasiteten brukt.
Døden i et svart hull
Imidlertid gikk ikke alt i driften av enheten umiddelbart greit. Rett etter lanseringen av collideren, i september, skjedde det en ulykke som deaktiverte den i et helt år. Mange journalister var raskt ute med å erklære de mystiske årsakene til ulykken: antagelig høyere makter vil ikke tåle innblanding i naturens hellig - dets mikrokosmos. Ikke desto mindre ga spesialistene på instituttet rolig en fullstendig jordisk forklaring på feilen - ledningene tålte rett og slett ikke det.
Denne forklaringen passet ikke medieombudene. Mange av dem, som imidlertid ikke hadde tilstrekkelig grunn, spådde forferdelige konsekvenser for verden hvis testene på kollideren fortsatte. Et ekte hysteri utfoldet seg rundt kollideren. Noen hevdet at testing ville åpne døren for en verden av uutforsket mørk energi og mørk materie som fyller universets vakuum. Og dette vil føre til uforutsigbare konsekvenser. Noen ropte at eksperimenter uunngåelig ville føre til fremveksten av sorte hull, som med en stadig økende hastighet først ville absorbere instituttet selv, og deretter hele planeten vår. Ingenting og ingen blir reddet, med mindre du løper fra et svart hull med en hastighet som overskrider lysets hastighet. Men som du vet, ingenting på jorden kan bevege seg i en slik hastighet. Det var som forskerne viste ekte mot,ikke bukket under for advarslene fra amatører, og lanserte likevel kollideren.
Mirakel tunnel
Salgsfremmende video:
LHC er et virkelig mirakel av moderne teknologi. Se for deg et gigantisk apparat med utrolig kompleksitet, som ligger i en sirkel i en underjordisk tunnel. Inne i rørene som utgjør LHC, beveger bjelker med ladede partikler seg med enorm hastighet i motsatte retninger. Tunnelen er nesten 27 kilometer lang og ligger på 50 til 175 meters dyp, skrånende mot jordoverflaten. Systemet inkluderer akseleratorer som lar partikler akselerere til den hastighet som forskere krever, magneter som holder partikkelstrømmene i ønsket retning, og sensorer som gjør det mulig å bestemme plasseringen av partikler og deres egenskaper.
Til tross for den mikroskopiske størrelsen på selve det studerte stoffet, er alt i LHC slående i sin skala. For eksempel er detektorer 25 meter høye, driftstemperaturen til magnetene er -271 ° C, energiforbruket er lik 10% av det totale årlige forbruket i et lite land, den fantastiske hastigheten til partikkelbaser, noe som tillater 10.000 omdreininger per sekund.
Protoner og kombinasjoner av blyprotoner og nøytroner, eller tunge ioner, brukes som arbeidsmateriale. Partiklene beveger seg med en utrolig hastighet, nær lysets hastighet, som uten VAK bare ville være mulig når de varmes opp til millioner av grader Celsius - under forhold som ligger nær betingelsene for fremveksten av universet. Under bevegelsen kolliderer partiklene med hverandre og sprer seg i forskjellige retninger, men i form av kvarker, som er titusenvis av ganger mindre enn protoner. Derfor ble enheten kalt en kollider, fra det engelske ordet kolliderer - "å kollidere". Det er sant at kvarker nesten umiddelbart kombineres til nye partikler - så raskt at forskere ikke har tid til å vurdere dem. Dette passer imidlertid for alle, fordi det er ganske nok å studere egenskapene til nye partikler for å få data om egenskapene til kvarker.
Gåter blir aldri mindre
Ved hjelp av VAK håper forskere å få bekreftelse på mange hypoteser. For eksempel er det fortsatt opphetede debatter om hva saken er laget av, det vil si alt som er rundt, inkludert oss selv. Inntil nylig ble det antatt at den såkalte teorien om standardmodellen for konstruksjonen av universet har blitt grundig studert. Forskere har imidlertid fortsatt ikke fått svar på alle spørsmålene sine. For eksempel reflekterer de over hva som er massenes natur, hvordan masse ble dannet etter Big Bang, som ga opphav til rom, hvordan materie og antimaterie oppstår, og hvorfor de ikke kommer sammen med hverandre, hva som er mørk energi og mørk materie, hvor, hvordan og hvorfor de oppstår.
Samtidig har de siste årene dukket opp nye vitenskapelige hypoteser som går langt utover Standardmodellen og prøver å svare på nettopp disse spørsmålene. Vel, for eksempel den berømte strengteorien, ifølge hvilken det er et enormt antall andre dimensjoner rundt oss, som er vridd i en slik grad at vi ganske enkelt ikke en gang vet om deres eksistens. Men hele verdener eksisterer i disse tynneste strengene. Hvis denne teorien, takket være Higher Attestation Commission, finner sin bekreftelse, kan vi kanskje være i stand til å finne svaret på mange mysterier i vår historie og modernitet. Vel, for eksempel, for omtrent 40 000 år siden forsvant plutselig neandertalere, som til da mange årtusener ganske fredelig levde sammen på vår planet sammen med menneskelige aner - Cro-Magnons. Eller der UFO-er vises på himmelen over hodene våre,deres bevegelse bryter med alle kjente fysikklover, og hvor de forsvinner så plutselig som de dukket opp. Og skipene som driver i Bermuda Triangle i fullstendig ro, men uten en sjel ombord? Og det berømte Philadelphia-eksperimentet? Listen over mystiske fenomener knyttet til utseendet og forsvinningen av mennesker og gjenstander, fortsetter og fortsetter.
Forresten, under et av eksperimentene, oppdaget forskere at noen av protonene på vei til detektoren … bare forsvant. Det vil si at saken er forsvunnet. Hvorfor er ikke dette en bekreftelse av strengteori?
Magiske klosser, eller om fordelene ved å gå i fjellet
I tillegg er det en hitch til i Standard Model. Det ser ut til at forskere har kommet til bunnen av de minste, såkalte elementære partikler som utgjør universet. Men nei, den var ikke der! For å si det enkelt, vi vet alle fra fysikkundervisningen i skolen at ethvert stoff består av molekyler, molekyler av atomer og atomer, på sin side, består av enda mindre partikler - protoner og nøytroner, som også kalles hadroner (derav navnet - Hadron Collider), som igjen består av kvarker. Men det er, viser det seg, en enda mindre partikkel - en boson, oppkalt etter den berømte indiske forskeren Shatyendranath Bose, medlem av Royal Society of London, som antydet dens eksistens i midten av forrige århundre.
Flere tiår senere utviklet den skotske teoretiske fysikeren Peter W. Higgs, professor ved University of Edinburgh, Boses teori og på sin side foreslo at boson konverterer fotonet til feltet til en partikkel av materie med masse. Med andre ord, noe kommer ut av ingenting ved hjelp av en boson.
Så, Higgs-bosonene bør fremover bli grunnlaget for standardmodellen, selve mursteinene fra hvilket som helst naturobjekt er bygget med hjelp av en magisk kraft kalt av forskere supersymmetri. Han kalles allerede enten "en Guds partikkel", deretter en "forbannet partikkel". Og noen jokere kalte det til og med "boson" en flaske champagne.
Til nå har imidlertid bosonens eksistens ikke blitt påvist eksperimentelt. Interessant nok kom ideen om bosonens rolle i molekylære prosesser til Higgs mens han vandretur i fjellene i Edinburgh. Dette er hva frisk luft kombinert med trening betyr!
Så et av målene med WAK er bare å bekrefte eksistensen av denne Higgs boson. Å finne det for fysikere er som å finne den viktigste manglende lenken i menneskets evolusjon for antropologer. Jeg fant det - og alt på bildet av universet faller umiddelbart på plass. Den siste cellen i puslespillet er lukket. Det er som om det har vært de siste månedene som senterets spesialister allerede har gjort mange funn, og enda flere, i henhold til deres prognoser, vil bli gjort ganske snart. For eksempel har forskere kommet nær for å bekrefte eksistensen av den mytiske nøytralien og er i ferd med å gjøre en oppsiktsvekkende oppdagelse om eksistensen av mørk materie.
Vi tror de vil lykkes. Vi kan bare ønske dem lykke til!
Magazine: Secrets of the 1900-tallet №3. Forfatter: Sergey Sukhanov
