Адронный коллайдер

Некоторое время назад мы рассказывали о том, что в одном из сверхпроводящих магнитов Большого Адронного Коллайдера (БАК) возникло электрическое короткое замыкание. которое послужило препятствием к первой попытке его перезапуска после двухлетнего простоя на модернизации. Спустя несколько дней специалисты Европейской организации ядерных исследований CERN локализовали место короткого замыкания и предложили несколько способов его устранение. К счастью для ученых и прочих поклонников высокоэнергетической физики и физики элементарных частиц, сразу сработал самый первый метод, который обеспечивает максимально быстрый повторный перезапуск ускорителя. И уже на этих выходных самый мощный в мире ускоритель частиц начнет разгонять лучи протонов в его 27-километровом кольце.

Напомним нашим читателям, что причиной возникновения короткого замыкания стала посторонняя металлическая частица, попавшая в трубу, по которой силовой кабель входит в коробку с силовым диодом, который выступает в роли шунта и защиты обмотки электромагнита. В понедельник, 31 марта 2015 года, инженеры подключили источник напряжения к проблемным цепям и импульсом тока в 400 Ампер буквально испарили постороннюю металлическую частицу. Это точно такой же процесс, который происходит при сгорании проволоки обычного предохранителя при коротком замыкании - рассказывает Пол Коллир (Paul Collier), глава одного из отделов CERN.

Проведенные испытания электрических цепей проблемного электромагнита показали полное устранение короткого замыкания. Но техниками предстоит еще проделать некоторую работу, прежде чем схемы электромагнита могут быть включены на полную мощность. Мы надеемся все закончить уже к этим выходным и сразу же приступить к первым попыткам разгона лучей протонов - рассказывает Пол Коллир.

Напомним нашим читателям, что успешная процедура сжигания металлической частицы электрическим током избавила инженеров CERN от необходимости нагрева электромагнита, который уже был охлажден до температуры в 1.9 градусов по шкале Кельвина, его ручного ремонта и последующего повторного охлаждения до вышеупомянутой температуры. Такая процедура могла вызвать значительную задержку перезапуска, длительность которой исчислялась бы несколькими неделями.

Будем надеяться, что повторный перезапуск Большого Адронного Коллайдера пройдет гораздо удачней первой попытки, после чего ученые со всего мира начнут второй этап использования самого большого и самого мощного ускорителя частиц в мире. Получив вдвое большую мощность, чем до модернизации, БАК позволит ученым забраться в такие дебри физики, в которых скрываются ответы на некоторые из самых больших загадок современной науки, к примеру, загадка происхождения темной материи и возможности возникновения микроскопических черных дыр .

В этом году именно наш вариант был принят за базовый, дальше именно этот вариант будет развиваться , сообщил Интерфаксу замдиректора ИЯФ Евгений Левичев. уточнив, что концептуальный проект нового коллайдера будет подготовлен к 2018 году.

Он отметил, что как только на Большом адроном коллайдере (БАК) был открыт бозон Хиггса, в 2014 году ЦЕРН начал реализацию нового проекта - так называемого циклического коллайдера будущего (FCC, Future Circular Colliders).

Это очень амбициозный проект. Если у Большого адронного коллайдера окружность около 30 км, то следующие коллайдеры будут иметь окружность 100 км беспрецедентная установка, которой в истории Земли еще не было, сказал Левичев.

Собеседник агентства отметил, что в рамках проекта предполагается построить несколько коллайдеров первая очередь будет представлять собой электрон-позитронный коллайдер с энергией пучка до 175 гигаэлектронвольт, он предназначен для сверхточного изучения бозона Хиггса. По его словам, ИЯФ предложил для нового электрон-позитронного коллайдера собственную разработку метод встречи пучков, при котором производительность установки увеличивается примерно в 100 раз по сравнению с традиционными методами.

В дальнейшем предполагается построить протонный коллайдер с энергией пучка 50 тераэлектронвольт, что значительно превосходит энергию пучка Большого адронного коллайдера, составляющую после модернизации по 6,5 тераэлектронвольт на каждый пучок протонов.

Ранее, представители Новосибирского госуниверситета получили возможность участвовать в экспериментахв ЦЕРН, летом В Новосибирском государственном университете создали Междисциплинарный центр физики элементарных частиц и астрофизики.

Большой Адронный Коллайдер - как устроен и зачем он нужен

Атомы водорода из этого баллона, определенными порциями, или пакетами, поступают в начальную камеру линейного ускорителя ЦЕРНа Линак 2, где с помощью электрического поля от них отрывают электроны, после чего остаются одни ядра водорода.

Затем протоны попадают в бустер, другими словами, вторую ступень ракеты. Для того чтобы максимально увеличить интенсивность пучка, его разделяется на четыре малых пучка на каждый из колец бустера. Теперь прямолинейное ускорение уже нецелесообразно, поэтому ускоритель имеет форму замкнутого кольца, длина окружности которого 157 метров.

Затем, снова собранные вместе пучки из четырёх колец попадают в протонный синхротрон -- по аналогии - третью ступень нашей ракеты. Длина окружности протонного синхротрона имеет 628 метров, и пучки двигаются в нем по кругу в течение 1.2 секунды, достигая более чем 99.9% скорости света.

Теперь, пакеты пучков протонов направляются в 4 ступень - протонный супер синхротрон -- огромное кольцо, длина окружности которого составляет 7 километров -- построенный для увеличения энергии протонов до 450 ГэВ.

БАК состоит из 2 вакуумных труб, по которым протонные пучки летят в противоположных направлениях. Использование специальных устройств - кикеров позволяет синхронизировать входящие пакеты протонного пучка с пакетами пучков, уже циркулирующих в трубках БАК.

В одну трубку попадают протоны, которые будут циркулировать по часовой стрелке, а в другую -- протоны, которые будут циркулировать против часовой стрелки. Двигающиеся в противоположных направлениях пучки, пересекаются в четырёх точках, вокруг которых расположены детекторы. Там и происходит столкновение частиц. Энергия столкновения двух протонов, летящих в противоположных направлениях, вдвое превышает энергию каждого сталкивающегося протона. Продукты столкновения регистрируются детекторами.

большой адронный коллайдер

Поставленные задачи.

Во время работы коллайдера расчётное потребление энергии составит 180 МВт. Предположительные энергозатраты всего CERNа на 2009 год с учётом работающего коллайдера — 1000 ГВт·ч, из которых 700 ГВт·ч придётся на долю ускорителя. Эти энергозатраты — около 10 % от суммарного годового энергопотребления кантона Женева. Сам CERN не производит энергию, имея лишь резервные дизельные генераторы.

Вопросы безопасности Большого адронного коллайдера.

Значительная доля внимания со стороны представителей общественности и СМИ связана с обсуждением катастроф, которые могут произойти в связи с функционированием БАК. Наиболее часто обсуждается опасность возникновения микроскопических чёрных дыр с последующей цепной реакцией захвата окружающей материи, а также угроза возникновения страпелек, гипотетически способных преобразовать в страпельки всю материю Вселенной.

Идея проекта Большого адронного коллайдера родилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Его строительство началось в 2001 году, после окончания работы предыдущего ускорителя — Большого электрон-позитронного коллайдера.

19 ноября 2006 года закончено строительство специальной криогенной линии для охлаждения магнитов.

27 ноября 2006 года установлен в туннеле последний сверхпроводящий магнит.

Источники: tehnowar.ru, world.eizvestia.com, www.nakanune.ru, smotryvideo.ru, ingenious.ucoz.ru

Читать адронный коллайдер

Сквозь кротовые норы

Путешествие во времени. Факты и свидетельства

Киборги будущего

Священный колодец майя

Огонь без боли

Чудеса природы

Причем каждое чудо природы отличается от остальных: некоторые места поражают красотой и величественностью ландшафта, другие — единственным в своем ...


Монстры и чудища нашей планеты

, является одним из видов вампиров в малайском фольклоре. По некоторым Филиппинским легендам - это женщины с длинными волосами, которые предпочитают ...


Су-30МКИ - прототип Су-30СМ

21 сентября на аэродроме Иркутского авиазавода впервые поднялся в воздух истребитель Су-30СМ, создаваемый для ВВС России на основе экспортного варианта Су-30МКИ, ...


Сверхпрочное стекло

Инженеры-конструкторы всегда мечтали получить в свое распоряжение прозрачный материал, который бы обладал прочностью стали и прозрачностью стекла. Однако долгое время ...


Летающие шары в небе

Экипажами сразу двух гражданских самолетов, Ту-134 и Боинг-737, в небе Подмосковья было обнаружено два неопознанных летающих объекта, предположительно - воздушных шара. ...


Самый мощный телескоп

Астрономы распространили первые снимки, сделанные Большим бинокулярным телескопом с помощью двух зеркал диаметром в 8,4 метра. На фотографиях изображена ...


Ящик Пандоры

В древнегреческом мифе о Пандоре говорится, что некогда люди жили не зная никаких несчастий, болезней и старости, пока Прометеи ...


Самая большая кошка в мире

Сегодня для очень многих кошки остаются самыми любыми домашними животными. Существует огромное количество пород. Все они разные – большие ...


Скорость МиГ-31

В настоящее время в России идут работы над 60 перехватчиками МиГ-31, - они модернизируются до стандарта МиГ-31БМ. Весь процесс должен занять ...