miljø

Hvorfor Hadron Collider? Hvad er behovet for en stor hadroncollider?

Indholdsfortegnelse:

Hvorfor Hadron Collider? Hvad er behovet for en stor hadroncollider?
Hvorfor Hadron Collider? Hvad er behovet for en stor hadroncollider?

Video: The Higgs Discovery Explained - Ep. 1/3 | CERN 2024, Juli

Video: The Higgs Discovery Explained - Ep. 1/3 | CERN 2024, Juli
Anonim

Mange almindelige mennesker på planeten stiller sig selv spørgsmålet om, hvorfor de har brug for en stor hadroncollider. Uforståelig for mest videnskabelig forskning, der har brugt mange milliarder euro, skaber bekymring og frygt.

Måske er dette overhovedet ikke forskning, men en prototype af en tidsmaskine eller en portal til teleportering af fremmede væsener, der kan ændre menneskehedens skæbne? Rygterne er det mest fantastiske og skræmmende. I artiklen vil vi prøve at finde ud af, hvad hadroncollideren er, og hvorfor den blev oprettet.

Det ambitiøse menneskehedsprojekt

Den store Hadron Collider er i dag den mest kraftfulde partikelaccelerator på planeten. Det ligger på grænsen mellem Schweiz og Frankrig. Mere præcist under det: i en dybde på 100 meter ligger en ringformet accelerationstunnel med en længde på næsten 27 kilometer. Ejeren af ​​teststedet til en værdi af mere end 10 milliarder dollars er det europæiske center for nuklear forskning.

Image

En enorm mængde ressourcer og tusinder af nukleære fysikere er involveret i at accelerere protoner og tunge blyioner til en hastighed tæt på lyshastigheden i forskellige retninger, hvorefter de kolliderer med hinanden. Resultaterne af direkte interaktioner undersøges omhyggeligt.

Forslaget om at oprette en ny partikelaccelerator kom i 1984. I ti år har der været afholdt forskellige diskussioner om, hvad hadroncollideren vil være, hvorfor et så stort forskningsprojekt er nødvendigt. Først efter at have drøftet funktionerne i den tekniske løsning og de krævede installationsparametre, blev projektet godkendt. Byggeriet begyndte først i 2001 efter at have tildelt underjordisk kommunikation til den tidligere elementære partikelaccelerator - en stor elektron-positron-collider - til dens placering.

Hvorfor har vi brug for en stor hadron collider

Interaktionen mellem elementære partikler er beskrevet på forskellige måder. Relativitetsteorien er i konflikt med kvantefeltteorien. Det manglende led i at finde en samlet tilgang til strukturen af ​​elementære partikler er umuligheden ved at skabe en teori om kvantetyngdekraft. Derfor er der brug for højeffekt-hadroncollideren.

Image

Den samlede energi i partiklernes kollision er 14 tera-elektron-volt, hvilket gør enheden til en meget kraftigere accelerator end alle eksisterende i verden. Efter at have udført eksperimenter, der tidligere var umulige af tekniske grunde, er det meget sandsynligt, at forskere er i stand til at dokumentere eller tilbagevise eksisterende teorier i mikroverdenen.

Undersøgelse af quark-gluon plasma produceret under kollisionen af ​​blykerner vil give os mulighed for at opbygge en mere avanceret teori om stærke interaktioner, der radikalt kan ændre nukleær fysik og metoder til erkendelse af stjernernes rum.

Higgs boson

Tilbage i 1960 udviklede en fysiker fra Skotland, Peter Higgs, Higgs-feltteorien, ifølge hvilken partikler, der kommer ind i dette felt, udsættes for kvanteeffekter, som kan observeres i den fysiske verden som massen af ​​et objekt.

Image

Hvis det under eksperimenterne er muligt at bekræfte teorien fra den skotske atomfysiker og finde Higgs boson (kvante), kan denne begivenhed blive et nyt udgangspunkt for udviklingen af ​​jordens indbyggere.

Og de åbne muligheder for den person, der kontrollerer tyngdekraften, vil i høj grad overstige alle de synlige udsigter for udvikling af teknologisk fremgang. Yderligere er avancerede videnskabsmænd ikke mere interesseret i tilstedeværelsen af ​​Higgs boson, men i processen med at bryde elektroweak symmetri.

Hvordan fungerer han

For at de eksperimentelle partikler skal nå en hastighed, der ikke kan tænkes for overfladen, som næsten er lig med lysets hastighed i vakuum, accelereres de gradvist, hver gang der øges energi.

Image

Først injicerer lineære acceleratorer blyioner og protoner, som derefter udsættes for trinvis acceleration. Partikler gennem boosteren kommer ind i protonsynchrotronen, hvor de får en afgift på 28 GeV.

På det næste trin kommer partiklerne ind i supersynkrotronen, hvor energien i deres ladning bringes op til 450 GeV. Efter at have opnået sådanne indikatorer, falder partiklerne i den vigtigste multi-kilometerring, hvor det i specielt placerede kollisionssteder registrerer detektorer detaljeret påvirkningsøjeblikket.

Image

Ud over detektorer, der er i stand til at detektere alle processer i en kollision, bruges 1625 magneter med superledningsevne til at holde protonbunker i acceleratoren. Deres samlede længde overstiger 22 kilometer. Et specielt kryogent kammer opretholder en temperatur på −271 ° C for at opnå effekten af ​​superledningsevne. Omkostningerne ved hver sådan magnet anslås til en million euro.

Enden retfærdiggør midlerne

For at udføre sådanne ambitiøse eksperimenter blev den mest kraftfulde hadroncollider bygget. Hvorfor har vi brug for et videnskabeligt projekt på flere milliarder dollars, fortælles mange videnskabsfolk med uforstået entusiasme fra mange forskere. Sandt nok, i tilfælde af nye videnskabelige opdagelser, vil de sandsynligvis klassificeres pålideligt.

Image

Du kan endda sige med sikkerhed. Bekræftelse af dette er hele civilisationens historie. Da hjulet blev opfundet, dukkede krigsvogne op. Han mestrer menneskehedens metallurgi - hej, kanoner og kanoner!

Alle de mest moderne udviklinger i dag er ved at blive ejendom for de militærindustrielle komplekser i udviklede lande, men ikke af hele menneskeheden. Når forskere lærte, hvordan man opdeler et atom, hvad kom der først? Atomkraftsreaktorer dog efter hundretusinder af dødsfald i Japan. Indbyggerne i Hiroshima var klart imod den videnskabelige fremgang, som i morgen, og de tog fra dem og deres børn.

Teknisk udvikling ligner en hån mod mennesker, fordi personen deri snart bliver til det svageste led. I henhold til evolutionsteorien udvikler systemet sig og bliver stærkere og slipper af med svagheder. Det kan ske snart, at vi ikke har noget sted i verden med forbedring af teknologi. Derfor er spørgsmålet "hvorfor har vi brug for en stor hadroncollider lige nu" faktisk ikke en ledig nysgerrighed, fordi det er forårsaget af frygt for hele menneskehedens skæbne.

Spørgsmål, der ikke besvares

Hvorfor har vi brug for en stor hadroncollider, hvis millioner på planeten dør af sult og uhelbredelig og undertiden behandlingsbare sygdomme? Hjælper han med at overvinde denne ondskab? Hvorfor har vi brug for en Hadron Collider for menneskeheden, som med al teknologisk udvikling ikke har været i stand til at lære, hvordan man med succes kan bekæmpe kræft i hundrede år? Eller måske er det bare mere rentabelt at levere dyre medicinske tjenester end at finde en måde at heles på? I betragtning af den nuværende verdensorden og etiske udvikling er det kun en håndfuld repræsentanter for den menneskelige race, der har brug for en stor hadroncollider. Hvorfor er det nødvendigt af hele planetens befolkning og fører en uafbrudt kamp for retten til at leve i en verden fri for angreb på nogens liv og helbred? Historien er tavse om dette …

Frygt for videnskabelige kolleger

Der er andre repræsentanter for det videnskabelige samfund, der udtrykker alvorlige bekymringer om projektets sikkerhed. Det er meget sandsynligt, at den videnskabelige verden i dens eksperimenter på grund af dens begrænsede viden kan miste kontrol over processer, der ikke engang er fuldt ud forstået.

Denne tilgang ligner laboratorieeksperimenter fra unge kemikere - bland alt og se hvad der sker. Det sidste eksempel kunne ende i en laboratorieeksplosion. Og hvis en sådan "succes" rammer hadroncollideren?

Image

Hvorfor har vi brug for en uberettiget risiko for jordfugle, især da eksperimenterne ikke med fuld sikkerhed kan sige, at processerne med partikelkollisioner, der fører til dannelse af temperaturer, der overskrider temperaturen på vores lys med 100 tusind gange, ikke vil forårsage en kædereaktion af hele jordens stof ?! Eller så vil de simpelthen forårsage en kæde-atomreaktion, der er i stand til dødeligt at ødelægge en ferie i bjergene i Schweiz eller på den franske riviera …