V srdci Európy sa vedľa hraníc medzi Francúzskom a Švajčiarskom v blízkosti Ženevy nachádza výskumné centrum Európskej organizácie pre jadrový výskum (CERN). Práve tu bol postavený Large Hadron Collider (LHC) - najväčšie experimentálne zariadenie na svete na vykonávanie výskumu, ktorého cieľom je dokázať alebo vyvrátiť početné vedecké hypotézy, ktoré sa objavili v teoretickej fyzike v posledných rokoch.
Posledné stavebné práce boli dokončené tu v novembri 2006, ale prvé oficiálne spustenie sa uskutočnilo až v septembri 2008. Prirodzene, bola použitá iba časť konštrukčnej kapacity.
Smrť v čiernej diere
Nie všetko v prevádzke zariadenia však okamžite prebehlo hladko. Krátko po vypustení kolízora v septembri došlo k nehode, ktorá ho celý rok zakázala. Mnoho novinárov rýchlo vyhlásilo mystické príčiny nehody: údajne vyššie sily by neznášali zasahovanie do svätosti prírody - jej mikrokozmu. Odborníci ústavu napriek tomu pokojne poskytli úplné pozemské vysvetlenie zlyhania - vedenie to jednoducho nedokázalo vydržať.
Toto vysvetlenie nevyhovovalo zástupcom médií. Mnohí z nich, ktorí však nemajú dostatočný dôvod, predpovedali strašné následky pre svet, ak by testy na zrážke pokračovali. Okolo nárazníka sa rozvinula skutočná hystéria. Niekto tvrdil, že testovanie by otvorilo dvere do sveta nepreskúmanej temnej energie a temnej hmoty, ktorá zapĺňa vákuum vesmíru. A to povedie k nepredvídateľným následkom. Niekto kričal, že experimenty nevyhnutne povedú k vzniku čiernych dier, ktoré pri stále sa zvyšujúcej rýchlosti absorbujú najprv samotný inštitút a potom celú našu planétu. Nič a nikto nebude zachránený, pokiaľ neutečete z čiernej diery rýchlosťou presahujúcou rýchlosť svetla. Ale ako viete, nič na Zemi sa nemôže pohybovať takou rýchlosťou. Vedci to dokázali naozaj odvahu,nepodľahli varovaniam amatérov a napriek tomu spustili zrážku.
Zázrakový tunel
Propagačné video:
LHC je skutočným zázrakom moderných technológií. Predstavte si obrovské zariadenie neuveriteľnej komplexnosti, umiestnené v kruhu v podzemnom tuneli. Vo vnútri rúrok, ktoré tvoria LHC, sa lúče nabitých častíc pohybujú obrovskou rýchlosťou v opačných smeroch. Tunel je takmer 27 kilometrov dlhý a nachádza sa v hĺbke 50 až 175 metrov, sklonený smerom k povrchu zeme. Systém obsahuje urýchľovače, ktoré umožňujú časticiam zrýchliť sa na rýchlosť vyžadovanú výskumníkmi, magnety, ktoré držia toky častíc v požadovanom smere, a senzory, ktoré umožňujú určiť umiestnenie častíc a ich charakteristiky.
Napriek mikroskopickej veľkosti samotnej študovanej látky je všetko v LHC pozoruhodné vo svojej mierke. Napríklad detektory vysoké 25 metrov, prevádzková teplota magnetov je -271 ° C, spotreba energie sa rovná 10% celkovej ročnej spotreby malej krajiny, fantastická rýchlosť zväzkov častíc, ktorá umožňuje 10 000 otáčok za sekundu.
Ako pracovný materiál sa používajú protóny a kombinácie olovených protónov a neutrónov alebo ťažkých iónov. Častice sa pohybujú neuveriteľnou rýchlosťou, blízkou rýchlosti svetla, čo by bez VAK bolo možné iba vtedy, ak by sa zahrievali na milióny stupňov Celzia - za podmienok blízkych podmienkam vzniku vesmíru. Počas pohybu sa častice navzájom zrážajú a rozptyľujú sa v rôznych smeroch, ale vo forme kvarkov, ktoré sú desaťtisíce krát menšie ako protóny. Z tohto dôvodu bolo zariadenie nazvané zrážkou, od anglického slova zrážka - „k zrážke“. Je pravda, že kvarky sa takmer okamžite spoja do nových častíc - tak rýchlo, že vedci nemajú čas ich zvážiť. To však vyhovuje všetkým, pretože štúdium vlastností nových častíc je dosť na získanie údajov o vlastnostiach kvarkov.
Hádanky sa nikdy nezmenšujú
Vedci dúfajú, že s pomocou VAK získajú potvrdenie mnohých hypotéz. Napríklad stále sa diskutuje o tom, o čo ide, to je o všetkom, čo sa deje, vrátane nás samých. Až donedávna sa verilo, že takzvaná teória štandardného modelu pre konštrukciu vesmíru bola dôkladne študovaná. Vedci však stále nedostali odpovede na všetky svoje otázky. Napríklad premýšľajú o tom, aká je podstata hmoty, ako sa formovala hmota po Veľkom tresku, ktorá dala vzniknúť vesmíru, ako vznikajú hmoty a antihmoty, a prečo sa spolu nepridávajú, čo je temná energia a temná hmota, kde, ako a prečo vznikajú.
Zároveň sa v posledných rokoch objavili nové vedecké hypotézy, ktoré siahajú ďaleko za štandardný model a snažia sa na tieto otázky odpovedať. Napríklad známa teória strún, podľa ktorej je okolo nás veľké množstvo ďalších dimenzií, ktoré sú skrútené do tej miery, že jednoducho nemáme ani podozrenie o ich existencii. Ale v týchto najtenších reťazcoch existujú celé svety. Ak táto teória, vďaka Vysokej atestačnej komisii, nájde svoje potvrdenie, potom by sme mohli nájsť odpoveď na mnohé tajomstvá našej histórie a modernosti. Napríklad, prečo asi pred 40 000 rokmi náhle zmizli neandertálci, ktorí dovtedy na našej planéte spolu s ľudskými predchodcami - Cro-Magnónmi - celkom pokojne koexistovali mnohé tisícročia. Alebo kde sa UFO objavujú na oblohe nad našimi hlavami,ich hnutie porušuje všetky známe fyzikálne zákony a kde miznú tak náhle, ako sa objavili. A lode plávajúce v trojuholníku Bermudy úplne pokojne, ale bez duše na palube? A slávny experiment Philadelphie? Zoznam záhadných javov spojených s výskytom a zmiznutím ľudí a predmetov pokračuje a ďalej.
Mimochodom, počas jedného z experimentov vedci zistili, že niektoré z protónov na ceste k detektoru … jednoducho zmizli. To znamená, že záležitosť zmizla. Prečo to nie je potvrdenie teórie strún?
Kúzelné tehly alebo o výhodách prechádzok v horách
Okrem toho je v štandardnom modeli ešte jeden záves. Zdá sa, že vedci sa dostali na dno najmenších tzv. Elementárnych častíc, ktoré tvoria vesmír. Ale nie, nebolo tam! Zjednodušene povedané, všetci z vyučovania fyziky v škole vieme, že každá látka pozostáva z molekúl, molekúl atómov a atómov, naopak, pozostáva z ešte menších častíc - protónov a neutrónov, ktoré sa tiež nazývajú hadróny (odtiaľ názov - Hadron Collider), ktoré zase pozostávajú z kvarkov. Ukázalo sa však, že existuje ešte menšia častica - bozón pomenovaný po slávnom indickom vedcovi Shatyendranathovi Boseovi, členovi Kráľovskej spoločnosti v Londýne, ktorý navrhol jeho existenciu v polovici minulého storočia.
O niekoľko desaťročí neskôr, škótsky teoretický fyzik Peter W. Higgs, profesor na University of Edinburgh, vyvinul Boseovu teóriu a následne navrhol, aby bozón premieňal fotón poľa na časticu hmoty s hmotnosťou. Inými slovami, niečo nevyjde z ničoho pomocou bozónu.
Higgsove bozóny by sa preto mali odteraz stať základom štandardného modelu, čo sú práve tehly, z ktorých je postavený akýkoľvek predmet prírody pomocou magickej sily, ktorú vedci nazývajú supersymetria. Už sa nazýva „Božia častica“, potom „prekliata častica“. A niektorí žartéri to dabovali ako „bozón“ako fľašu šampanského.
Doteraz však existencia bozónu nebola experimentálne dokázaná. Je zaujímavé, že myšlienka úlohy bozónu v molekulárnych procesoch prišla na Higgsa pri pešej turistike v pohorí Edinburgh. To je to, čo znamená čerstvý vzduch v spojení s cvičením!
Jedným z cieľov WAK je iba potvrdiť existenciu tohto veľmi Higgsovho bozónu. Nájdenie pre fyzikov je ako nájsť najdôležitejšie chýbajúce spojenie v ľudskej evolúcii pre antropológov. Našiel som to - a všetko na obrázku vesmíru okamžite upadne na svoje miesto. Posledná bunka skladačky je zatvorená. Nech už je to tak, ako je možné, v posledných mesiacoch odborníci centra urobili veľa objavov a ešte viac sa podľa ich predpovedí uskutoční veľmi skoro. Napríklad vedci sa priblížili k potvrdeniu existencie mýtického neutinoínu a chystajú sa urobiť senzačný objav o existencii temnej hmoty.
Myslíme si, že uspejú. Prajeme im len veľa šťastia!
Časopis: Tajomstvo 20. storočia №3. Autor: Sergey Sukhanov