În inima Europei, lângă granița dintre Franța și Elveția, în apropiere de Geneva, se află centrul de cercetare al Organizației Europene pentru Cercetări Nucleare (CERN). Aici a fost construit Colizorul de Hadroni Mari (LHC) - cea mai mare instalație experimentală din lume pentru desfășurarea unor cercetări menite să demonstreze sau să respingă numeroase ipoteze științifice apărute în fizica teoretică în ultimii ani.
Ultima lucrare de construcție a fost finalizată aici în noiembrie 2006, dar prima lansare oficială a avut loc abia în septembrie 2008. Desigur, doar o parte din capacitatea de proiectare a fost utilizată.
Moartea într-o gaură neagră
Cu toate acestea, nu totul din funcționarea dispozitivului a mers imediat. La scurt timp după lansarea colizorului, în septembrie, a avut loc un accident care l-a dezactivat un an întreg. Mulți jurnaliști au declarat rapid motivele mistice ale accidentului: puterile presupuse superioare nu ar tolera interferența în sfântul sfintelor naturii - microcosmosul său. Cu toate acestea, specialiștii institutului au dat cu calm o explicație complet pământească a eșecului - cablul pur și simplu nu a putut să-l suporte.
Această explicație nu a fost potrivită pentru reprezentanții mass-media. Mulți dintre ei, neavând totuși motive suficiente, au prezis consecințe teribile pentru lume dacă testele de la colizor continuau. O adevărată isterie s-a desfășurat în jurul colizorului. Cineva a susținut că testarea va deschide ușa către o lume cu energie întunecată neexplorată și cu materie întunecată care umple vidul universului. Și acest lucru va duce la consecințe imprevizibile. Cineva a strigat că experimentele vor duce inevitabil la apariția unor găuri negre, care, cu o viteză în continuă creștere, ar absorbi mai întâi institutul însuși, și apoi întreaga noastră planetă. Nimic și nimeni nu vor fi salvați, cu excepția cazului în care fugiți de o gaură neagră la o viteză care depășește viteza luminii. Dar, după cum știți, nimic pe Pământ nu se poate mișca cu o asemenea viteză. Oricum ar fi, oamenii de știință au arătat curaj real,nu cedând la avertismentele amatorilor și totuși au lansat colizorul.
Tunel miracol
Video promotional:
LHC este un adevărat miracol al tehnologiei moderne. Imaginează-ți un dispozitiv uriaș de o complexitate incredibilă, situat într-un cerc într-un tunel subteran. În interiorul conductelor care alcătuiesc LHC, grinzile de particule încărcate se deplasează cu viteză extraordinară în direcții opuse. Tunelul are o lungime de aproape 27 de kilometri și este situat la o adâncime de 50 până la 175 de metri, înclinând spre suprafața pământului. Sistemul include acceleratoare care permit particulelor să accelereze la viteza cerută de cercetători, magneți care mențin fluxurile de particule în direcția dorită și senzori care permit determinarea locației particulelor și a caracteristicilor acestora.
În ciuda dimensiunii microscopice a substanței studiate în sine, totul în LHC este izbitor în scara sa. De exemplu, detectoarele cu o înălțime de 25 de metri, temperatura de funcționare a magneților este de -271 ° C, consumul de energie este egal cu 10% din consumul total anual al unei țări mici, viteza fantastică a buchetelor de particule, ceea ce permite 10.000 de revoluții pe secundă.
Ca material de lucru se folosesc protoni și combinații de protoni de plumb și neutroni, sau ioni grei. Particulele se deplasează cu o viteză incredibilă, aproape de viteza luminii, care, fără VAK, ar fi posibilă numai dacă sunt încălzite la milioane de grade Celsius - în condiții apropiate condițiilor pentru apariția Universului. În timpul mișcării, particulele se ciocnesc între ele și se împrăștie în direcții diferite, dar sub formă de quark, care sunt de zeci de mii de ori mai mici decât protonii. Prin urmare, dispozitivul a fost numit colizor, din cuvântul englezesc collide - „to collide”. Este adevărat, quark-urile se combină aproape instantaneu în particule noi - atât de repede încât oamenii de știință nu au timp să le ia în considerare. Totuși, acest lucru se potrivește tuturor, deoarece studierea proprietăților particulelor noi este suficient pentru a obține date despre proprietățile quark-ului.
Ghicitori nu se micșorează niciodată
Cu ajutorul VAK, oamenii de știință speră să obțină confirmarea multor ipoteze. De exemplu, există încă dezbateri aprinse despre ce este făcută materia, adică tot ceea ce este în jur, inclusiv noi înșine. Până de curând, se credea că așa-numita teorie a modelului standard pentru construcția Universului a fost studiată amănunțit. Cu toate acestea, oamenii de știință încă nu au primit răspunsuri la toate întrebările. De exemplu, ele reflectă care este natura masei, cum s-a format masa după Big Bang, care a dat naștere spațiului, cum apar materia și antimateria și de ce nu se înțeleg între ele, ce este energia întunecată și materia întunecată, unde, cum și de ce apar.
În același timp, în ultimii ani, au apărut noi ipoteze științifice care depășesc cu mult modelul standard și încearcă să răspundă la aceste întrebări. Ei bine, de exemplu, celebra teorie a corzilor, conform căreia există un număr imens de alte dimensiuni în jurul nostru, care sunt răsucite într-o asemenea măsură încât pur și simplu nu știm nici despre existența lor. Dar lumi întregi există în aceste șiruri cele mai subțiri. Dacă această teorie, datorită Comisiei de atestare superioară, își găsește confirmarea, atunci este posibil să găsim răspunsul la multe mistere ale istoriei și modernității noastre. Ei bine, de exemplu, de ce în urmă cu aproximativ 40.000 de ani au dispărut deodată neanderthalii, care până atunci multe milenii au coexistat destul de pașnic pe planeta noastră împreună cu strămoșii umani - Cro-Magnonii. Sau unde OZN-urile apar pe cer deasupra capului nostru,mișcarea lor încălcând toate legile fizicii cunoscute și unde dispar la fel de brusc cum au apărut. Și corăbiile în derivă în Triunghiul Bermudelor într-un calm complet, dar fără suflet la bord? Și celebrul experiment Philadelphia? Lista fenomenelor misterioase asociate cu apariția și dispariția oamenilor și obiectelor continuă.
Apropo, în timpul unuia dintre experimente, oamenii de știință au descoperit că unii dintre protonii aflați în drum spre detector … pur și simplu au dispărut. Adică problema a dispărut. De ce nu este aceasta o confirmare a teoriei șirurilor?
Cărămizi magice sau despre beneficiile mersului pe munte
În plus, există încă un cârlig în modelul standard. Se pare că oamenii de știință au ajuns în partea de jos a celor mai mici, așa-numitele particule elementare care alcătuiesc universul. Dar nu, nu era acolo! Pentru a spune simplu, știm cu toții din lecțiile de fizică școlară că orice substanță este formată din molecule, molecule de atomi și atomi, la rândul lor, constau din particule chiar mai mici - protoni și neutroni, care se mai numesc hadroni (de unde și numele - Hadron Collider), care la rândul lor constau din quark. Dar, se pare, o particulă și mai mică - bosonul, numit după celebrul om de știință indian Shatyendranath Bose, membru al Royal Society of London, care a sugerat existența sa la mijlocul secolului trecut.
Câteva decenii mai târziu, fizicianul teoretic scoțian Peter W. Higgs, profesor la Universitatea din Edinburgh, a dezvoltat teoria lui Bose și, la rândul său, a sugerat că bosonul transformă fotonul câmpului într-o particulă de materie cu masă. Cu alte cuvinte, ceva nu iese din nimic cu ajutorul unui boson.
Așadar, bosonii Higgs ar trebui să devină, de acum încolo, baza Modelului Standard, tocmai cărămizile din care este construit orice obiect al naturii cu ajutorul unei forțe magice numite de supersimetria oamenilor de știință. El este deja numit fie „o particulă a lui Dumnezeu”, apoi „o particulă blestemată”. Și unii glume au numit-o chiar „boson” o sticlă de șampanie”.
Cu toate acestea, până în prezent existența bosonului nu a fost dovedită experimental. Interesant este că ideea rolului bosonului în procesele moleculare a venit la Higgs în timp ce făcea drumeții în munții Edinburgh. Asta înseamnă aerul proaspăt combinat cu exercițiul fizic!
Deci, unul dintre obiectivele WAK este doar de a confirma existența acestui boson foarte Higgs. Găsirea pentru fizicieni este ca și cum ai găsi cea mai importantă verigă lipsă în evoluția umană pentru antropologi. Am găsit-o și totul din imaginea universului cade imediat la locul său. Ultima celulă a puzzle-ului este închisă. Așa cum s-ar putea, în ultimele luni, specialiștii Centrului au făcut deja multe descoperiri și chiar mai multe, conform prognozelor lor, se vor face foarte curând. De exemplu, oamenii de știință s-au apropiat de confirmarea existenței miticului neutralino și urmează să facă o descoperire senzațională despre existența materiei întunecate.
Credem că vor reuși. Nu putem decât să le dorim noroc!
Revista: Secretele secolului XX №3. Autor: Sergey Sukhanov
