Путешествие элементарной частицы по большому адронному коллайдеру (26 фото)
- 30 сентября 2013
- Познай МИР
Большой адронный коллайдер - ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона на больших скоростях протонов и прочих высокоэнергетических частиц.
Далее со слов автора: Как выяснилось на месте, ускорителей в коллайдере не один. И даже не два. Там их десяток.
И Большой в этой череде самый последний. В нем маленькую частицу, которая несется со скоростью света, просто берут и разбивают о другую частицу.
Зачем? Чтобы весело понаблюдать, что из этого выйдет.Но частице приходится пролететь длинный и тернистый путь, пока ей выпадет честь оказаться под пристальным вниманием одного их детекторов Большого..И пусть физики не обижаются на меня за подобный стиль рассказа о том, чему они посвящают свою жизнь. Это на самом деле очень сложно понимать простому человеку, а тем более рассказывать другим простым людям.Итак, центр управления детектора CMS Большого Адронного Коллайдера (дальше LHC). На экране монитора видно, что происходит в самом конце полета частицы.Она сталкивается с другой и разлетается на массу всяких мелких частей. Адронным коллайдер назван потому, что ускоряет адроны - тяжелые частицы, состоящие из кварков. Коллайдером - потому, что пучки частиц ускоряются в различных направлениях, а затем их сталкивают в определенных, нужных учеными точках.Именно ради этих картинок и закопали в землю эту громадную 27-километровую трубу стоимостью более 5 миллиардов долларов.
Картинка генерируется именно в этом месте. Сейчас коллайдер рассоединенен, а в рабочем состоянии магниты сомкнуты и именно здесь происходит столкновение частиц под присмотром миллионов датчиков. Но откуда же здесь берется эта частица? Кто ее принес и откуда? Ведь ничего не берется из ниоткуда.
И вот, выясняется, что прежде, чем частицу разобьют в хлам, она пролетает до LHC довольно большой путь.И этот путь проходит через цепочку других первоначальных ускорителей, включая линейный и три кольца (booster, proton synchrotron, super proton synchrotron), пересекая при этом государственную границу Франции и Швейцарии. Вернее, проходя под ней. Нелегально.Дело в том, что сам ЦЕРН располагается в Швейцарии, а основная часть 27-киломертвого кольца ускорителя - на 100-метровой глубине на территории Франции.Почему? Потому что какая-то хитрая и умная голова неизвестной национальности решила, что так будет дешевле располагать наземные постройки.Но вернемся к частице.В LHC она прилетает из 7-километрового ускорителя SPS, с которого фактически все здесь когда-то и начиналось. Он был построен еще в 1976 году.Кстати, в SPS частицу тоже сталкивают. С электронами. В результате столкновения образуются нейтрино, которые ученые отправляют транзитом в исследовательский центр, расположенный в Италии. Там эти нейтрино ловят и дальше с ними работают.Когда автор спросил, как они их транспортируют, ему ответили просто - а сквозь Альпы. Они пролетают сквозь земную кору под Альпами в итальянскую гору Grand Sasso, в которой живёт гигантский детектор нейтрино.Представляете картину, да? Стоит по ту сторону Альп некий физик и сачком или чем-то там еще ловит прилетающие из Франции нейтрино) И помещает их в специальную банку...В SPS частица тоже прилетает из другого коллайдера, а именно из PS. Именно на этом пути она пересекает государственную границу.Нелегально под землей...
Схематически расположение ускоритилей под территорией ЦЕРНа выглядит так. Большое кольцо - это тот самый PS.В нем продолжают разгонять протоны, которые потом идут либо на производство антипротонов в AD (antiprotobn decelerator), или дальше подаёт их в ускорители SPS -> LHC.
Летают по коллайдеру частицы вот по таким трубам-магнитам, которых всего 1734 штуки. Это в Большом.
