И, как ни странно, как раз потому, что Большой адронный коллайдер и американский RHIC — слишком мощные.
Особо «церные»: как на Большом коллайдере подталкивают наших учёных к предательству
| Большой адронный коллайдер — Новости, публикации и прогнозы | экзотических адронов, состоящих из четырех кварков. |
| Новый коллайдер стоимостью более 20 млрд рублей проектируют в Новосибирске | Отказ ученых указывать коллег из России в работах по адронному коллайдеру. |
| Ученые из 26 стран запустят в Дубне уникальный коллайдер. Он принесет пользу даже обычным людям | Так, знаменитый Большой адронный коллайдер возводился для решения совершенно других задач – прежде всего поисков бозона Хиггса. |
Новосибирские физики проектируют уникальный коллайдер
Если бы протонный коллайдер в Протвино удалось сдать в срок раньше БАК, в мире фундаментальной физики появилась бы новая точка притяжения. Далее — об истории главного советского коллайдера, на котором могла бы коваться физика будущего. Самый большой проект. Протвино с высоты 325 метров Перефразируя анекдот «А я тебе говорил — место проклятое! За много лет до принятия стратегического решения о постройке крупнейшего в СССР научного объекта, в 1960 году, в качестве базы для Института физики высоких энергий ИФВЭ был основан секретный поселок Серпухов-7.
Место выбрали по геологическим соображениям — в этой части Московской области грунт, являющийся дном древнего моря, позволяет размещать крупные подземные объекты, защищенные от сейсмической активности. В 1965 году получен статус поселка городского типа и новое название — Протвино — производное от названия местной речушки Протвы. В 1967 году в Протвино запущен крупнейший ускоритель своего времени — протонный синхротрон на энергию 70 ГэВ 109 электронвольт У-70. Он до сих пор действует и остается самым высокоэнергетичным ускорителем России.
Строительство У-70 Вскоре начали разрабатывать проект нового ускорителя — протон-протонного коллайдера на энергию 3 ТэВ 1012 эВ , который стал бы самым мощным в мире. Работы по теоретическому обоснованию УНК возглавлял академик Анатолий Логунов — физик-теоретик, научный руководитель Института физики высоких энергий. Синхротрон У-70 планировалось использовать в качестве первой «разгонной ступени» для ускорителя УНК. В проекте УНК предполагались две ступени: одна должна была принять из У-70 пучок протонов с энергией 70 ГэВ и поднять ее до промежуточного значения 400—600 ГэВ.
Во втором кольце вторая ступень энергия протонов поднималась бы до максимальной величины. Обе ступени УНК должны были разместиться в одном кольцевом тоннеле размерами превосходящем кольцевую линию Московского метрополитена. Сходства с метро добавляет и тот факт, что строительством занимались метростроевцы Москвы и Алма-Аты. План экспериментов 1.
Морохов — Видимо, к 50-летию советской власти? На протяжении последующих пяти лет он оставался крупнейшим по энергии ускорителем в мире, пока в 1972 году в США в тоннеле длиной более 6 км не был запущен в шесть раз более мощный протонный синхротрон. Наиболее сложные задачи фундаментальной физики в проведённых экспериментах решить не удавалось, и в Европе задумались над ещё более масштабным проектом, который в итоге вылился в строительство в 1983—1988 годах Большого электрон-позитронного коллайдера LEP , для которого был вырыт 27-километровый тоннель, в котором было смонтировано два ускорительных тракта во встречных направлениях. Это позволяло осуществлять столкновения частиц, что удваивало эффект наблюдений, — отсюда и сам термин «коллайдер», от английского collide «сталкивать». Вот к этому времени и в СССР начал реализовываться проект УНК, позже обозначаемый в прессе «русским коллайдером», хотя до создания собственно ускорителя в прорытом за десять лет 21-километровом кольцевом тоннеле дело, к сожалению, так и не дошло.
Именно поэтому в тоннеле LEP физиками ЦЕРН в начале 1990-х было решено заменить всю ускорительную часть на использование адронов так по-другому называют протоны , и эта работа привела к запуску в 2008 году LHC — Большого адронного коллайдера, до сих пор крупнейшего в мире. И только здесь была достигнута одна из научных целей — открыт так называемый бозон Хиггса, подтвердивший справедливость общепринятой теории строения материи. Но научный поиск требует движения дальше, и теперь в ЦЕРН приступают к проекту нового коллайдера FCC в новом, уже 100-километровом тоннеле. Вот такова картина хода событий в познании физических основ нашего мира, в которой проект УНК, пусть даже неосуществлённый, был одной из ступенек… — Как я понимаю, основная заслуга в продвижении идеи строительства УНК принадлежала известному учёному, академику Анатолию Логунову? Да и почти всё физическое сообщество страны было заинтересовано в том, чтобы вернуть пальму первенства, как было в первые годы после запуска У-70.
На нём ведь было сделано несколько крупных открытий — к примеру, впервые удалось зарегистрировать созданные в столкновении на мишени античастицы. Поэтому работа над УНК с проектной энергией пучка в 3000 ГэВ постепенно шла, и уже в начале 1980-х годов всё начало реализовываться. По решению правительства строительные работы начались в 1983 году. Уже тогда было ясно, что задача будет решаться с использованием западных технологий. В тоннелях нужны были не только обычные «тёплые» магниты, которые при комнатной температуре работают.
При таком размере кольца с их помощью ускорить протоны можно только до 600 ГэВ, что в пять раз меньше проектной мощности. Поэтому в проект УНК было заложено ещё два кольца с электромагнитами со сверхпроводящей обмоткой. У нас их тогда не делали, но со временем смогли решить эту проблему. В городе Усть-Каменогорске сейчас он уже в Казахстане на металлургическом заводе построили специальные линии, которые делали сам проводник, проволочки, которые скручивались в жгуты сверхпроводящего кабеля. Сборку этих магнитов наладили у нас в опытно-производственном институте.
Общее число магнитных дипольных блоков в каждом кольце должно было составить порядка 2,5 тыс. Первое кольцо с обычными «тёплыми» магнитами должно было принять пучок протонов через инжекционный канал из действующего ускорителя У-70 и поднять его энергию до промежуточного значения в 400—600 ГэВ. А далее второе кольцо с помощью сверхпроводящих магнитов должно было доводить её до конечной величины в 3000 ГэВ. С такой энергией значительно увеличился бы эффект взаимодействия частиц, ещё более интересная физика открылась бы. Ещё одно такое же сверхпроводящее кольцо ускоряло бы протоны во встречном направлении, что обеспечивало бы энергию соударений 6000 ГэВ и оправдывало бы термин «русский коллайдер».
Законы физики, открытые много лет назад Фарадеем и Максвеллом, работают при любых энергиях. В общем, открывавшиеся перспективы тогда очаровывали наших физиков, и работы в конце 1980-х у нас развернулись полным ходом. Для ускорения проходки тоннеля закупили два канадских проходческих комбайна фирмы LOVAT, которые одновременно не только бурили тоннели диаметром 5,5 м это как одноколейная линия метро , но и сразу оставляли за собой бетонную облицовку с металлической обшивкой изнутри. Строительство кольца проходило на глубине от 20 до 60 м и почти не затрагивало территорию, находившуюся на поверхности земли, поскольку было сделано два десятка вертикальных шахт для обеспечения проходки. Но в то время обстановка в стране после событий 1991 года была непростая.
Не только экономическая, но и политическая. Бюджет страны попал в руки парламентариев, они задавали тон при определении расходных статей. Там и у нас были лоббисты, которые поддерживали фундаментальную науку, считавшие, что с проектом УНК нужно продвигаться, бороться за пальму первенства. Были и противники затрат на фундаментальную науку, хотя в процентном отношении ко всему бюджету они и так хронически отставали от аналогичных затрат в развитых странах. Американцы тем временем приступили к осуществлению своего самого амбициозного суперпроекта SSC — протонного коллайдера в тоннеле длиной 87 км, то есть более чем втрое переплюнуть тот же европейский проект LHC.
Россия в ЦЕРН Российская Федерация с 1993 года является страной-наблюдателем в ЦЕРН, что дает право ее представителями присутствовать на заседаниях, но не дает права голосовать при принятии важных решений. В 2012 году от имени Правительства РФ было внесено заявление о намерении вступления Российской Федерации в ассоциированные члены ЦЕРН, которое на настоящий момент не было поддержано. Всего в проектах ЦЕРН участвует около 700 российских ученых из двенадцати научных организаций, таких как Объединенный институт ядерных исследований, Российский научный центр «Курчатовский институт», Институт ядерных исследований Российской академии наук и Московский государственный университет имени М. Инжекционная цепь Большого адронного коллайдера Как выгодно ускорять частицы? Схема работы Большого адронного коллайдера состоит из множества этапов. Перед тем как попасть непосредственно в БАК, частицы проходят ряд стадий пред-ускорения: таким образом набор скорости происходит быстрее и при этом с меньшими затратами энергии. Сначала в линейном ускорителе LINAC2 протоны или ядра достигают энергии в 50 мегаэлектронвольт; затем они поочередно попадают в бустерный синхротрон PSB , протонный синхротрон PS и протонный суперсинхротрон SPS , и на момент инжекции в коллайдер итоговая энергия частиц составляет 450 гигаэлектронвольт. Помимо основных четырех экспериментов в тоннеле Большого адронного коллайдера, предускорительная система является площадкой для более чем десяти экспериментов, которым не требуется столь большая энергия частиц.
Поиски частицы Бога и новой физики Еще в самом начале, на этапе разработки, была заявлена претенциозная научная программа Большого адронного коллайдера. В первую очередь, вследствие указаний, полученных на БЭП, планировался поиск бозона Хиггса — еще гипотетической в то время составляющей Стандартной модели, отвечающей за массу всех частиц. В том числе в планы ученых входил и поиск суперсимметричного бозона Хиггса и его суперпартнеров, входящих в минимальное суперсимметричное расширение Стандартной модели. В целом как отдельное направление планировался поиск и проверка моделей «новой физики». Для проверки суперсимметрии, в которой каждому бозону сопоставляется фермион, и наоборот, предполагалось вести поиски соответствующих партнеров для частиц Стандартной модели. Для проверки теорий с дополнительными пространственными измерениями, таких как теория струн или М-теория, были заявлены возможности постановки ограничений на число измерений в нашем мире. Именно поиск отклонений от Стандартной модели считали, и до сих пор считают одной из основных задач БАК. Менее громкие задачи: исследование кварк-глюонной плазмы и нарушения CP-инвариантности Топ-кварк, самый тяжелый из шести кварков Стандартной модели, до Большого адронного коллайдера наблюдался лишь на ускорителе Тэватрон в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми в США из-за своей крайне большой массы в 173 гигаэлектронвольта.
При столкновениях в БАК, благодаря его мощности, ожидалось рождение большого числа топ-кварков, которые интересовали ученых в двух аспектах.
Историк Марьяна Скуратовская Узнать больше Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки! Самые интересные проекты, открытия и исследования, а также информация о конкурсах и мероприятиях в вузах и научных центрах России в одном удобном формате. Будьте в курсе событий Десятилетия науки и технологий!
Новый коллайдер стоимостью более 20 млрд рублей проектируют в Новосибирске
И, как ни странно, как раз потому, что Большой адронный коллайдер и американский RHIC — слишком мощные. Образцов оценил последствия приостановки работы россиян, связанной с большим адронным коллайдером. все самые свежие новости дня по теме.
Новый коллайдер стоимостью более 20 млрд рублей проектируют в Новосибирске
| Адронный коллайдер в Протвино | Где находятся российские коллайдеры, как ускорители частиц помогут в борьбе с раком и как повлияет международный проект NICA на российскую науку, рассказывает корреспондент , побывавший на XXV Всероссийской конференции по ускорителям заряженных. |
| Через коллайдер к «Атому»: что посмотреть на выставке-форуме «Россия» | Это ускоритель элементарных частиц, что-то вроде Большого адронного коллайдера, но не таких гигантских размеров и имеющая несколько другой принцип работы. |
| Как перестать бояться и полюбить коллайдер | Часть пучков можно будет вывести в коллайдер, где они будут крутиться и сталкиваться друг с другом. |
| В Подмосковье завершается строительство российского коллайдера NICA | Ученые рассказали, как Большой адронный коллайдер прекратит работу с россиянами. |
| ЦЕРН построит новый адронный коллайдер стоимостью €20 млрд. Зачем он нужен | Российские ученые из Объединенного института ядерных исследований в сотрудничестве с зарубежными коллегами обнаружили свидетельства ускорения нейтрино на Большом адронном коллайдере CERN. |
Саврин объяснил, кто отстранил учёных из РФ от Большого адронного коллайдер
Образцов оценил последствия приостановки работы россиян, связанной с большим адронным коллайдером. Они не смогут работать с Большим адронным коллайдером и другими инструментами ЦЕРН. Адронный коллайдер NICA, который уже несколько лет строится в ОИЯИ — это один из шести проектов класса megascience в России. Большой Адронный Коллайдер (БАК) является очень важной установкой для проведения экспериментов в области изучения элементарных частиц. После того, как было принято решение участвовать в запуске Большого адронного коллайдера, от завершения УНК отказались окончательно.
Ученые из 26 стран запустят в Дубне уникальный коллайдер. Он принесет пользу даже обычным людям
Она называется криостатом. Это крупнейшая часть мощного сверхпроводникового магнита для нового коллайдера NICA. Её сделали в итальянской Генуе и сначала ровно месяц везли морем в Санкт-Петербург, а затем ещё неделю — по Неве, Ладожскому, Онежскому, Белому озёрам, Рыбинскому водохранилищу, Волге и, наконец, по реке Дубне. Мы были очень ограничены во времени, потому что надо было довезти до реки Дубны до завершения навигации. А груз нельзя оставлять на холоде, он очень чувствителен к температурному режиму, ко всяким вибрациям. Мы очень волновались, нам дали координаты корабля, и мы следили за ним в приложении, каждый день по нескольку раз смотрели на карту, где он находится Владимир Кекелидзе Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований Почему эта труба так важна? Благодаря советскому кино множество совершенно далёких от физики и математики людей наизусть знают, что положено в основу работы синхрофазотрона.
Итак, это... Правильно, с ударением на последние слова: принцип ускорения заряженных частиц магнитным полем. Так вот, синхрофазотрон — это и есть ускоритель. И запущен он впервые был именно в Дубне. Впервые в мире. Это произошло в 1957 году, за полгода до запуска "Спутника", и эти два события считают равными по значимости.
Без магнитного поля частицы летят по прямой линии, и всё, и вы ничего не знаете, какая же у них энергия. А если есть магнитное поле, они летят не по прямой линии, а закручиваются, по кругу летят. И если измеришь кривизну этого круга, радиус кривизны этого круга, то узнаешь энергию этой частицы Иван Кооп Заведующий кафедрой физики ускорителей Новосибирского государственного университета Что будет происходить в коллайдере На НИКЕ главная задача — понаблюдать, как протоны и нейтроны ударяются друг в друга и разбиваются на составные части: кварки и глюоны. Кварки — это составные части любого протона и любого нейтрона, а глюоны — это такие безмассовые частицы, которые обеспечивают кваркам взаимодействие. Глюон — от слова glue, "клей". Так вот, то, что получается после такого раздробления, называется кварк-глюонной плазмой.
По современным представлениям физиков, именно так выглядела Вселенная в самом-самом начале — в первые доли секунды после Большого взрыва. Кроме шуток — ионы золота.
В этом направлении разработано несколько инновационных проектов. Прежде всего это создание революционной электроники, которая будет стойко работать в условиях высокой радиации и космического излучения, что необходимо для полетов в космос. К ускорительному комплексу проявляют большой интерес создатели принципиально новых материалов. Речь идет о создании металлических тонкостенных многослойных оболочек, выдерживающих перепады давления 10 — 12 атмосфер, крупных сверхпроводящих устройств, специальных сплавов и новых технологий сварки различных металлов сталь, медь, титан, ниобий, вольфрам и др.
Еще одно перспективное инновационное направление связанно с развитием альтернативной энергетики, в частности, в области переработки и утилизации отработанного ядерного топлива. Достаточно актуально на сегодняшний день практическое применение технологии в протонной компьютерной томографии при радиотерапии злокачественных новообразований протонами и ионами углерода. В настоящее время в мире введено в эксплуатацию более 60 центров протонной и ионной терапии. Что касается Большого адронного коллайдера ЦЕРН, то с начала его работы в 2008 году было сделано несколько важных открытий. Несмотря на то что БАКу предстоят еще почти два десятилетия исследований, уже начались работы над проектом коллайдера нового поколения. ЦЕРН намерен построить новый циклический суперколлайдер будущего Future Circular Collider, FCC , который позволит во много раз увеличить энергию частиц и значительно расширить возможности исследований.
Стоимость ускорителя оценивают в девять миллиардов евро, из которых пять миллиардов пойдет на строительство 100-километрового подземного тоннеля, который будет проходить под Женевским озером и частично под Альпами. Для сравнения: тоннель Большого адронного коллайдера имеет протяженность около 27 километров. Но строить новый коллайдер начнут не раньше 2040 года.
В этом году Юрию Гагарину могло бы исполниться 90 лет. Today пообщалась с заместителем директора по организационным вопросам Пулковской обсерватории Татьяной Борисевич и узнала, как астрономы относятся к астрологии и почему стоит вернуть профильные уроки в школы. Фото: сделано в Шедевруме В разговоре с Neva.
Today заместитель директора Пулковской обсерватории Татьяна Борисевич рассказала, что сотрудники организации продолжают заниматься научной деятельностью — они проводят фундаментальные научные исследования в различных областях астрономии. Специалист отметила, что сугубо астрономических институтов в России не так много, в пределах десятка. Пулковская обсерватория поддерживает с ними контакты и сотрудничает по разным направлениям. Например, совместные исследования проводят с Институтом прикладной астрономии в Петербурге, Специальной астрофизической обсерваторией на Кавказе и Институтом астрономии в Москве. Это сотрудничество заключается в совместных наблюдениях, обработке данных и их научной интерпретации. Результатом этой работы становятся статьи, которые публикуются в научных изданиях.
К концу декабря 2023 года систему, разработанную учеными Томского политеха, устанавливают и проводят пуско-наладочные работы. В феврале 2024 года детектор закроют, и он будет работать в стационарном режиме, сообщили в вузе. Произошло это приблизительно на две недели раньше запланированного срока. Причина — необходимость экономии электроэнергии. Решение о приостановке работы ускорителя было принято в начале октября 2022 года.
Ожидание и реальность: результаты работы Большого адронного коллайдера
Утверждается, что после модернизации БАК (Большой адронный коллайдер) стал значительно мощнее, чем раньше. Большой адронный коллайдер впервые запустили в 2008 году. Большой адронный коллайдер (БАК) вновь запустил стабильные пучки протонов, открывая сезон 2024 года. 5 июля 2022 года в 16.00 ЦЕРН будет запускать Большой Адронный Коллайдер (БАК) БАК не включали 10 лет, в последний раз когда его включили начали появляться черные дыры. В середине апреля вновь задействовали Большой адронный коллайдер (БАД).
ЦЕРН построит новый адронный коллайдер стоимостью €20 млрд. Зачем он нужен
БАД отключали за время существования два раза для модернизации. По словам руководителя отдела работы луча и одного из координаторов проекта в ЦЕРН Йорга Веннингера, в эти дни ученые находятся лишь на начальной стадии ввода коллайдера в действие, так как достижение самых высокоэнергичных столкновений частиц планируется добиться в рамках проекта лишь спустя полтора-два месяца. Подпишитесь на нас.
Если бы он не был найден — объяснение нарушения симметрии следовало бы искать снова. А так его даже называли «частицей бога».
Обнаружение бозона Хиггса считается одним из главных открытий в науке. Ученые надеются, что оно позволит разработать теорию, которая расширит Стандартную модель. Его называют большим шагом к пониманию того, как устроена Вселенная. Пока что вся известная теория — всего лишь несколько процентов всей материи.
Гораздо большая часть имеет совершенно неизвестную природу — она и получила название «темной материи». Это словосочетание уже часто встречалось и будет звучать еще чаще при новых открытиях. Энглер и Хиггс получили Нобелевскую премию в 2013 году Большой адронный коллайдер принадлежит организации, которая запустила первый в мире сайт Это ЦЕРН по-английски — CERN — европейская организация по ядерным исследованиям. Это крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий.
Она была основана в 1954 году, ее юридический адрес находится в Женеве. Большой адронный коллайдер — на данный момент — основной проект ЦЕРН. ЦЕРН сотрудничала с Россией с 1993 года, но приостановила ее статус с марта 2022 года. Интересный факт.
Самый первый сайт был запущен 20 декабря 1990 года но встречаются разные даты — май 1990-го, август 1991-го. На нем было описание новой технологии World Wide Web, а позже появился список ссылок на другие сайты. Как попасть на большой адронный коллайдер, реально ли это Можно записаться на бесплатную экскурсию в ЦЕРН — нужно заранее подать заявку на официальном сайте организация. Как правило, экскурсия продолжается три часа и ведется на английском или французском языках.
Рассказ и видеоматериалы о коллайдере входят в экскурсию. При этом доступа к коллайдеру у обычных посетителей нет. Он существует и далеко не у всех сотрудников ЦЕРН.
Обе ступени УНК планировалось разместить в общем кольцевом тоннеле, размеры которого по плану превосходили бы кольцевую линию метро Москвы. Из общего с метрополитеном еще и то, что строительство подземных тоннелей вели столичные метростроевцы и специалисты из Алма-Аты. Трудности строительства и что успели сделать Наземная стройплощадка. Объект возводился горным способом с использованием 26 вертикальных шахт. Первые годы строительные работы велись в размеренном режиме, и тоннель продвинулся всего на полтора километра.
Проблема заключалась не только в масштабах финансирования и сложности всего мероприятия. В Советском Союзе банально не хватало буровой техники необходимой мощности. В 1987-м правительство выдало декрет о срочной активизации работ, и уже в следующем году Советский Союз впервые за долгое время пошел на покупку за границей современных тоннелепроходческих комплексов. Когда машины Lovat поступили на баланс Протонтоннельстрой, процесс значительно ускорился. За истекшие 11 лет строительства на глубине, в некоторых местах достигающей 60 метров, появился тоннель с внутренним диаметром в 5 метров. На всей протяженности подземного хода на каждой полуторакилометровой отметке находились просторные залы под крупногабаритное оборудование, которые и выходили на поверхность вертикальными шахтами. Из 12 зданий под инженерное обеспечение в проекте успели построить три. Строительство наземных конструкций велось по всему периметру на 20 промышленных площадках.
К многоэтажным производственным зданиям прокладывались трассы водоснабжения, отопление, высоковольтные линии электропередач, сжатый воздух. Консервация подземелья и сегодняшняя ситуация в Подмосковье Нынешнее состояние тоннеля. С развалом СССР в 1991-м финансирование проекта сократилось до минимума.
В научную группу вошли 17 человек, среди которых семь студентов. Суть экспериментов будет заключаться в том, чтобы определить границы существования ядерной материи и подойти к глубокому пониманию структуры протона, — пояснил профессор Высшей школы фундаментальных физических исследований Физико-механического института СПбПУ, доктор физико-математических наук Ярослав Бердников.
Адронный коллайдер: последние новости
Большой адронный коллайдер вызывает множество подозрений и нареканий, особенно среди конспирологов. После того, как было принято решение участвовать в запуске Большого адронного коллайдера, от завершения УНК отказались окончательно. Дальнейшие исследования на Большом адронном коллайдере, которые ведутся сейчас и продолжают вестись буквально в настоящий момент, ― это попытка понять, как же устроен так называемый хиггсовский сектор Стандартной модели. Утверждается, что после модернизации БАК (Большой адронный коллайдер) стал значительно мощнее, чем раньше. экзотических адронов, состоящих из четырех кварков. Большой адронный коллайдер (БАК) вновь запустил стабильные пучки протонов, открывая сезон 2024 года.
ЦЕРН почти год не публикует исследования о Большом адронном коллайдере
«"Адронный коллайдер – довольно энергоемкое сооружение, и когда его только начинали проектировать, энергетическая проблема уже была, потому что он потребляет электроэнергию, как город средней величины. Большой Адронный Коллайдер (БАК) является очень важной установкой для проведения экспериментов в области изучения элементарных частиц. Большой адронный коллайдер вызывает множество подозрений и нареканий, особенно среди конспирологов. Большой адронный коллайдер (БАК) вновь запустил стабильные пучки протонов, открывая сезон 2024 года. Большой коллайдер (БАК) называется адронным, так как в нём сталкиваются частицы адроны. Продукт Большой адронный коллайдер, 2023 Томский политех разработал спецсистему для Большого адронного коллайдера, 2022 Остановка коллайдера.
Разгадка появления Вселенной и путешествия в прошлое: для чего нужен Большой адронный коллайдер
На картинке ниже — то, как он выглядел бы на поверхности. Но на самом деле это кольцо, опущенное в туннель от 50 до 150 м под землей. Территория, которую занимает БАК Устройство ускоряет протоны и ядра свинца до скоростей лишь на несколько метров в секунду меньше скорости света. Обладая такой скоростью, протон преодолевает эти 27 км 10 000 раз в секунду. Потом он их сталкивает — внутри устройства частицы вращаются как по часовой, так и против часовой стрелки. В четырех точках эти пучки пересекаются и происходит столкновение, достигается огромная температура и мы исследуем, как Вселенная вела себя в первые минуты после Большого взрыва. Другой интересный факт про БАК — там зарегистрирована самая высокая температура в истории человечества.
Это примерно 40 тыс. Именно такая температура достигается в момент столкновения частиц с огромной энергией. И если рассматривать то, как развивалась Вселенная, — это будет соответствовать первым микросекундам после Большого взрыва. Одновременно с этим в коллайдере — самая низкая температура во Вселенной. Она нужна для того, чтобы магниты, из которых состоит 27-километровое кольцо, находились в состоянии сверхпроводимости. Чтобы можно было пропускать огромное количество тока, но все работало и не перегревалось.
Сколько энергии потребляет коллайдер? ЦЕРН потребляет столько же энергии, сколько весь кантон Женевы, там живет примерно 50 тыс. На Большом адронном коллайдере же трудились примерно 15 тыс. Это самый дорогой наземный эксперимент человечества. Его обгоняет только МКС, которая в несколько раз дороже, но расходы на этот проект объясняется тем, что доставка в космос очень дорогая. Если сравнивать с обыденными вещами, то за стоимость коллайдера можно было построить 20 «Самара Арен» или 6 «Газпром Арен».
При этом коллайдер — работающая вещь, поэтому стоимость растет во время эксплуатации. Если такие примеры тоже сложно воспринимать, то вот еще один пример. Если стоимость адронного коллайдера разделить на цену «Роллтона» на 2016 год, то из этого количества упаковок можно построить 13 башен, которые дотянутся до Луны. Зачем это нужно? Чтобы объяснить важность адронного коллайдера, сначала обратимся к тому, из чего мы состоим как материя и что нас окружает. Все это состоит из атомов, сверхплотного вещества внутри атома и электронов.
На картинке, по которой мы привыкли изучать эти структуры в школе, есть большая ошибка. Дело в масштабе: представьте, что атомное ядро размером с ноготь на большом пальце. Тогда электрон должен вращаться от него на расстоянии 100 км. То есть мы все — пустое место. Но почему атом не разваливается, почему все, из чего мы состоим, не распадается? Все дело в электромагнитных взаимодействиях: если есть два одноименных заряда, — они отталкиваются, если два разноименных, — они притягивается.
Но почему? С точки зрения современной физики эти притяжения и отталкивания объясняются обменом другими частицами. Поэтому мы не распадаемся: потому что электронная оболочка и атомы, которые взаимодействуют с другими атомами и обмениваются фотонами, они связаны. Структура атома Атом состоит из электронов и ядра, которые обмениваются фотонами, поэтому они связаны вместе. А ядро — из нейтронов и протонов. А почему ядро не разваливается?
Чем он отличается от Большого? Большой коллайдер БАК называется адронным, так как в нём сталкиваются частицы адроны. В нашем же приставки "адронный" нет, так как сталкивать будут другие вещи. И каждый из них рассчитан на разгон определённых частиц. Большой коллайдер был заточен на подтверждение существования частицы Хиггса. Он разгоняет протоны, наш будет разгонять ионы золота 57-й зарядности. Задачи у коллайдеров разные — это их основное отличие, — говорит Николай Топилин. Большим наш коллайдер никак не назовёшь, скорее крошечным. А зачем нам такой маленький коллайдер? Размер нашего коллайдера вовсе не умаляет его значимости для науки.
Допустим, если вам на огород нужно немного песка привезти, вы же не карьерный самосвал заказываете. Так и здесь. БАК работает на одних энергиях, наш на других — более низких. Ещё один пример: если вы плеснёте кружку воды на раскалённые камни, то увидите воду и пар, больше ничего. А если вы потихоньку нагреваете воду в кастрюльке на плите, то заметите образование пузырьков, их схлопывание, кипение и так далее. То есть вы видите переходные процессы. Для этого не нужна огромная энергия, а скорее наоборот. Вот и нашу "Нику" можно сравнить с кастрюлькой на плите, а БАК — с раскалёнными камнями. Какая от него польза?
Главная из них — изучение того, как формировалось наше вещество. Ученые попытаются воссоздать первые мгновения жизни после Большого взрыва — то, что происходило 13 млрд лет назад. Будут предприняты попытки узнать наш мир с другой стороны, почему он именно такой, каким мы его видим. Конечно, физики смогут лишь смоделировать процессы. Машина времени пока что остается фантастикой. Также стали известны другие исследования, которые планируют проводить на базе комплекса: производство энергии; переработка и утилизация ядерного топлива; лечение раковых клеток; радиобиология; разработка электроники, способная выдержать радиацию, для применения в космосе. Отметим, что в состав комплекса входит завод по выпуску сверхпроводящих магнитов, без которых работа коллайдера невозможна. Такое производство будет обеспечивать его бесперебойную работу, а также снабжать зарубежных партнеров магнитами для подобных проектов. Например, Китай и Германия уже ждут первых поставок. Подписывайтесь на нас в Телеграм , Яндекс Дзен и во Вконтакте. Инвестиции в проект составили 11,7 млрд рублей.
В новом коллайдере используют инфраструктуру работающего сейчас ВЭПП-4. Одновременно столько там никогда не было, все ездили в командировки. Из ИЯФа - человек 40, кто на один месяц в год, кто на два-три, - поясняет доктор физико-математических наук Юрий Тихонов. Так что никакой трагедии для нас нет. Мы решили дверью не хлопать: передаем дела, пишем инструкции по своей зоне ответственности. И без работы те, кого не будут пускать в Швейцарию, в Сибири не останутся. Но, если для российских ученых закроют двери в западные центры физики высоких энергий, не начнет ли наша наука отставать от мирового уровня? А без этого невозможно развитие самых передовых технологий. Значит, нам нужна государственная программа по физике элементарных частиц. Он позволит решить задачи химии, биохимии, материаловедения.