Login lub e-mail Hasło   

Wielki zderzacz hadronów-niesamowita maszyna

Wielki zderzacz hadronów jest jednym z najbardziej niesamowitych wynalazków...
Wyświetlenia: 3.259 Zamieszczono 28/10/2011

Wielki zderzacz hadronów jest jednym z najbardziej niesamowitych wynalazków 21 wieku. Poniższy tekst ma na celu przybliżenie  zastosowania i procesów, do których służy ogromna maszyna, każdemu zainteresowanemu tematyką.


Wielki Zderzacz Hadronów


Wielki Zderzacz Hadronów jest   obecnie największym na świecie urządzeniem badawczy. Sam  obwód  maszyny  wynosi około 27 km.

 Miejsce Powstania

LHC   został zbudowany w Laboratorium Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) która, znajduje się w Genewie. Należy dodać, że CERN jest największym laboratorium fizyki cząstek elementarnych na świecie.


Data oficjalnego uruchomienia maszyny to, 10 września 2008 roku.

 

 

 

 

LHC  najprościej można opisać jako  akcelerator czyli urządzenie, służące  do przyspieszania cząstek elementarnych i jonów do  prędkości jak najbliższej prędkości światła. 

 

We wnętrzu akceleratora  zderzają, się wiązki protonów. Każda nich posiada energię równą 7 TeV (teraelektronowoltów).

Należy dodać, że cząstki pochodzące z dwójki przeciwbieżnych wiązek zderzają się w czterech miejscach. Są to miejsca, w których tory wiązek przecinają się. Stąd nazwa zderzacza.

 

Wyjaśniłem już dlaczego maszyna nazywana jest wielką i zderzaczem ale zapewne nadal zastanawiacie się,  co oznacza dziwaczny wyraz hadrony. Hadrony to po prostu cząstki zbudowane z kwarków, które silnie wzajemnie na siebie oddziałują. Hadronami są  najczęściej przyśpieszane jony i protony.


W tym momencie stosowny będzie powrót   do tematu jakim są  cztery miejsca zderzeń wiązek. W związku z tym zjawiskiem  wybudowano w podziemnych halach cztery detektory-ATLAS,CMS,LHCb i ALICE- służące do eksperymentów. Do tego przy dwóch pierwszych detektorach stworzono dodatkowe dwa detektory LHCf oraz TOTEM, służące do analizy cząstek rozproszonych i produkowanych pod małymi  kątami.

Teraz przejdę do omówienia poszczególnych detektorów.

 

ATLAS

(toroidalny detektor LHC) To jeden z dwóch detektorów ogólnego przeznaczenia. ATLAS jest największym objętościowo detektorem cząstek, jaki dotąd zbudowano.
Jego główne zastosowanie to poszukiwanie tak zwanej cząstki Higgsa. Cząstka Higgsa zwana również bozonem  Higgsa jest cząstka elementarną , która w fizyce jest  podstawowym budulcem,  wyróżniającym  się nie posiadaniem wewnętrznej struktury jak i najmniejszymi  rozmiarami.

Istnienie bozonu Higgsa nie zostało jednak do dziś bezpośrednio potwierdzone, chociaż wyniki części eksperymentów są potwierdzeniem poprawności teorii postulującej istnienie  takiej cząstki. Poza poszukiwaniem bozonu ATLAS służy również, do poszukiwań dodatkowych wymiarów a także cząstek tworzących ciemną materię.


 

CMS

(zwarty solenoidalny detektor mionów) Jest kolejnym detektorem  ogólnego przeznaczenia. Tak samo jak detektor ATLAS służy do poszukiwania cząstek Higgsa, dodatkowych wymiarów, cząstek tworzących ciemną materię (np. cząstek supersymetrycznych) itp.CMs jest jednym detektorem, który został zbudowany na powierzchni. W późniejszym  czasie został rozmontowany aby w 15 częściach zostać przeniesionym do podziemnej hali w której został ponownie złożony.


LHCb
 

To eksperyment, którego celem jest badanie mezonów B. Zawierają one kwarki pięknie(kwarki b)
 Eksperyment pozwoli nam również zrozumieć, dlaczego nasz Wszechświat jest zbudowany prawie całkiem z materii, a nie antymaterii.

 




ALICE

To eksperyment badający plazmę kwarkowo-gluonową w zderzeniach jonów ołowiu, dzięki czemu będzie można  odtworzyć w laboratorium warunki tuż po Wielkim Wybuchu, zanim powstały takie cząstki jak proton i neutron.


Wartość informacyjna


LHC dostarcza rocznie  15 mln GB danych, co zmieściłoby się na 100 000 płyt DVD. Aby naukowcy mieli stały dostęp do tej wiedzy, został stworzony WLCG- charakterystyczna sieć, układ komputerowy mający na celu przechowywanie danych i obliczenia.

Kopie informacji z eksperymentów LHC są przesyłane do wielkich centrów komputerowych na całym świecie.

 

Centra komputerowe tego typu  umożliwiają dostęp do takich danych centrom obliczeniowym na całym świecie, czy nawet komputerom osobistym naukowców.


Czy projekt LHC może wywoływać jakieś zagrożenia?

Już od czasu uruchomienia  LHC pojawiły się głosy, że tak.

Były specjalista ds niebezpieczeństwa atomowego Walter Wagner przypuszcza, że istnieje możliwość powstania miniaturowych  czarnych dziur. Twierdzi on, że mogą przetrwać na tyle długo aby wessać całą materię, która znajdzie się w pobliżu. Pojawiły się jednak również głosy mówiące  iż mini czarne  dziury  wyparują na tyle szybko,  że nie dojdzie do większych problemów w związku z nimi.


Najlepszym dowodem o ich niskiej szkodliwości jest prawo Hawkinga. Zgodnie z twierdzeniem wybitnego uczonego małe czarne dziury parują , ze względu na swe małe rozmiary znacznie szybciej od tych większych. Te powstałe wskutek eksperymentów w CERNie  będą tak małe, że wyparują w przeciągu ułamka sekundy.

Mimo tego pojawiają się głosy, że prawo Hawkinga nie musi działać w 100% .Więc opinie  na temat tego zagrożenia są podzielone.



Innym zagrożeniem są tzw dziwadełka. W pewnych warunkach mogą one powstać z kwarków wskutek ich,  zderzenia z określoną prędkością z  protonami. Dziwadełka są niesamowicie  groźne kiedy poruszają się wolno. Jeżeli choć jedno dziwadełko posiada prędkość zerową, może stanowić śmiertelne niebezpieczeństwo.

Ostatnim wartym wymienienia zagrożeniem są tak zwane Magnetyczne monobieguny. Pewna teoria sugeruje, że zderzenia cząsteczek o wysokim  stężeniu energetycznym mogą stworzyć cząsteczki posiadające tylko jeden biegun. Jeśli takie cząsteczki wydostały by, się ze zderzacza mogłyby zmienić wszystkie inne cząsteczki w podobne sobie.
 

W ten sposób powstałby cząsteczki z tylko wyłącznie jednym biegunem, wyłącznie południowym lub wyłącznie północnym.
 

 

Miejsce położenia

 

LHC został  zbudowany w tunelu, innego akceleratora LEP (Large Electron Positron Collider – Wielki Zderzacz Elektronowo-Pozytronowy).Warto dodać iż,LEP był akceleratorem pracującym w CERNie w latach 1989-2000

 

 Mam nadzieję, że  artykuł zachęci  choć część państwa do głębszego zainteresowania się tą niezwykłą maszyną.

 

 

 

 

Podobne artykuły


11
komentarze: 172 | wyświetlenia: 489
10
komentarze: 2 | wyświetlenia: 1147
8
komentarze: 0 | wyświetlenia: 294
6
komentarze: 48 | wyświetlenia: 671
6
komentarze: 81 | wyświetlenia: 329
6
komentarze: 58 | wyświetlenia: 2485
5
komentarze: 62 | wyświetlenia: 1037
124
komentarze: 52 | wyświetlenia: 141785
118
komentarze: 23 | wyświetlenia: 239790
91
komentarze: 20 | wyświetlenia: 111168
90
komentarze: 29 | wyświetlenia: 122178
 
Autor
Artykuł

Powiązane tematy





  hussair  (www),  29/10/2011

W tekst się nie wgłębiam - im bardziej wgłębiam się w teksty tego rodzaju, tym wyraźniej widzę w lustrze poczciwą twarz Pitekantropa. Ale patrzę na te zdjęcia i widzę myśl człowieka. I to jest piękne i jakoś mnie wzniosło.

Ciekawe, chociaż trudne.

  bellatrix8  (www),  29/10/2011

Właśnie ostatnie odkrycie, dowodzące, że neutrina są nadświetlne, pokazuje że następnym odkryciem będzie już "cząstka higgsa". Jasno wychodzi, iż neutrina tworzą swego rodzaju macierz dla reszty cząstek elementarnych(czyli one były najpierw), jednak same też mają masę(która ma aż trzy różne stany), więc muszą jeszcze z czymś oddziaływać. Jednak kolejna cząstka bardziej elementarna od neutrin nie ...  wyświetl więcej

  belfegor,  29/10/2011

"Jeżeli choć jedno dziwadełko posiada prędkość zerową, może stanowić śmiertelne niebezpieczeństwo."
Na czym polega to niebezpieczeństwo? Eksplozja, radiacja czy jakiś inny sposób zabijania?

  mily9  (www),  31/10/2011

Niebezpieczeństwo polega na tym, że jeśli dziwadełko przetrwałoby dłużej niż 10 s i spotkało na swej drodze materię normalną, mogłoby powstać kolejne dziwadełko o większej masie.Takie dziwadełko może dać początek kolejnemu itd.Duża liczba dziwadełek mogłaby wtedy doprowadzić do przekształcenia materii jaka,jest nam znana w materię dziwną. Najprościej mówiąc, doszłoby do destrukcji świata w takiej formie w jakiej istnieje obecnie.

Ciekawy artykuł, ale wydaje mi się, że skoro małe czarne dziury mogą „karmić się” materią z otoczenia, to stają się coraz większymi czarnymi dziurami i nie chcą wyparować dopóki mają co „jeść.” Gdzie można poczytać o dziwadełku i monobiegunach?

  bellatrix8  (www),  30/10/2011

Tak jak napisał kolega poniżej, dla nich to bez znaczenia, a wręcz charakterystyczne jest to, że w ich centrum skupia się nieskończenie wielka masa. Jednak owszem, ta w centrum galaktyk jest inna i może rosnąć pochłaniając inne gwiazdy, ale one mogły tak robić tylko we wczesnym wszechświecie. Teraz są spokojne, inaczej "pożarłyby" galaktyki, a to one je napędzają ;)

  mily9  (www),  31/10/2011

Marcinie znalazłem stronę na, której pisze nieco więcej o dziwadełkach
http://www.fizyka.net.pl/index(...)_h.html
Mam nadzieję, że stronka okaże się przydatna.

@Bellatrix one pochłaniają galaktykę w środku, jedynie dzieje się to dość powoli.
@Mily dziękuję, poczytam.

  bellatrix8  (www),  01/11/2011

No nie bardzo można tak to nazwać. Minimalnie środek by się rozszerzał i dla obserwatora za "X" lat , jądro galaktyki byłoby większe, a ona sama musiałby się znacznie skurczyć. Tak wygląda formowanie się galaktyki, ale sama galaktyka jest układem zamkniętym.

Nic się rozszerza albo rozszerza się relatywnie, bo w miejsce wchłanianej materii wkracza dziura, a ogólnie wszystko jakby stało w tej samej pozycji, następuje zastępowanie, nie wciskanie się czegoś pomiędzy coś.

  Kamil B,  30/10/2011

@ Czarne dziury nie "karmią się" materią, którą wsysają. W dużym uproszczeniu mówiąc, ona po prostu znika, czarna dziura nie ma z tego żadnych "korzyści" ;)

„Karmią się” było przenośnią w stosunku do zasysanej przez nie materii. Materia w posiadanej strukturze znika w czarnych dziurach gdzie ich struktura ulega jakiemuś całkowitemu przekształceniu. Czarna dziura korzyści nie ma, ponieważ nie ma świadomości, aby jakąś korzyść odnieść. Ale, co wydaje mi się, zasysana materia pozwala istnieć czarnej dziurze, bo ona istnieje na bazie materii, która ją nap ...  wyświetl więcej

  swistak  (www),  20/01/2012

Zderzacz to współczesna wieża Babel, skończy jak niezatapialny Titanic. Tam pycha zderza się z arogancją a wyniki wywołują wesołość w Niebie.



Dodaj swoją opinię
W trosce o jakość komentarzy wymagamy od użytkowników, aby zalogowali się przed dodaniem komentarza. Jeżeli nie posiadasz jeszcze swojego konta, zarejestruj się. To tylko chwila, a uzyskasz dostęp do dodatkowych możliwości!
 

© 2005-2018 grupa EIOBA. Wrocław, Polska