Привет Mega люди! Давно намеревался написать про «страшного зверя», но все как то не было время…
Время настало, и я надеюсь для многих пост окажется интересным!

Большой адронный коллайдер

(англ. Large Hadron Collider, LHC; сокр. БАК) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.

Большим назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26,66км;

Адронным — из-за того, что он ускоряет адроны, то есть частицы, состоящие из трёх кварков;

Коллайдером (англ. collide — сталкиваться) — из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках столкновения. Столкновения фиксируются детекторами.
Коллайдер построен в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (CERN), на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы.
Карта-схема расположения LHC:


CERN-серверная обслуживающая LHC:


Целью проекта LHC прежде всего является открытие бозона Хиггса.

Бозон Хиггса — последняя до сих пор не найденная частица Стандартной модели.

Согласно этой теории (Стандартной модели), должен существовать «отец» всех элементарных частиц – бозон Хиггса, который примерно в 190 раз тяжелей протона. Косвенные подтверждения того, что этот бозон существует, уже получены, однако сам он в ускорительных экспериментах до сих пор не встречался – слишком малы были энергии, чтобы разбудить этого монстра. Другое название Частицы Хиггса — частица Бога.

Один из главных вопросов на которые должен дать ответ LHC —
что представляла собой материя в первые мгновения жизни Вселенной после большого взрыва.

Средняя теоритически возможная температура в точке столкновения частиц в адронном коллайдере равняется
~ 1 500 000 000 000 градусов Цельсия.

###

Устройство LHC

С точки зрения научной задачи сам ускоритель выполняет только полдела — он лишь сталкивает частицы. Изучением результатов столкновения занимаются детекторы элементарных частиц.

Общий вид

LHC — циклический (то есть кольцевой) коллайдер; пучки протонов или ядер свинца циркулируют в нём непрерывно, совершая свыше 10 тысяч оборотов в секунду и сталкиваясь на каждом круге со встречным пучком. На рис. показана схема расположения основных элементов ускорительного кольца LHC:


Всё кольцо LHC поделено на восемь секторов, границы которых отмечены точками от 1 до 8. На каждом участке (1–2, 2–3 и т. д.) стоят в ряд магниты, управляющие протонным пучком. Благодаря магнитному полю поворотных магнитов сгустки протонов не улетают прочь по касательной, а постоянно поворачиваются, оставаясь внутри ускорительного кольца. Эти магниты формируют орбиту, вдоль которой движутся протоны. Кроме того, специальные фокусирующие магниты сдерживают поперечные колебания протонов относительно «идеальной» орбиты, не давая им задевать стенки довольно узкой (диаметром несколько сантиметров) вакуумной трубы.

Внутри ускорителя идут рядом друг с другом две вакуумные трубы, по которым циркулируют два встречных протонных пучка, каждый в своем направлении.

Эти две трубы объединяются в одну только в специально выделенных местах — в точках 1, 2, 5, 8. В этих точках происходят столкновения встречных протонных пучков, и именно вокруг них построены четыре основных детектора: два крупных — ATLAS





и CMS,

и два средних — ALICE



и LHCb


Вблизи двух крупных экспериментов установлены также два специализированных мелких детектора — TOTEM и LHCf.

В точке 4 расположена ускорительная секция. Именно здесь протонные пучки при разгоне получают с каждым оборотом дополнительную энергию. В точке 6 находится система сброса пучка. Здесь установлены быстрые магниты, которые в случае необходимости уводят пучки по специальному каналу прочь от ускорителя. В точках 3 и 7 установлены системы чистки пучка; кроме того, эти места зарезервированы для возможных будущих экспериментов.

Протонные пучки попадают в LHC из предварительного ускорителя SPS. Линии передачи пучка (Tl2 и Tl8), соединяющие два этих кольцевых ускорителя вместе со специальными магнитами на каждом из них, составляют вместе инжекционный комплекс коллайдера LHC (от слова «инжекция» — впрыскивание пучка). Поскольку на SPS пучок крутится только в одну сторону, инжекционный комплекс состоит из двух линий и имеет несимметричный вид. В ускорительное кольцо SPS протоны попадают из источника через цепочку еще меньших ускорителей.

Магнитная система LHC
Как и любое тело, сгусток элементарных частиц, предоставленный сам себе, будет двигаться прямолинейно и равномерно. Для того чтобы удерживать его на круговой траектории внутри ускорителя (а также поддерживать от падения вниз под действием силы тяжести), требуется постоянно воздействовать на пучок магнитным полем.

На LHC для управления пучками используется несколько тысяч магнитов разного назначения. Именно они являются самой важной (и самой дорогой) частью ускорителя. Траекторией пучков управляют поворотные магниты, которые слегка разворачивают пролетающий сквозь них пучок и удерживают его внутри кольцевой вакуумной трубы. Имеются также фокусирующие магниты, не дающие пучку расплыться, и разнообразные корректирующие магниты. В точках инжекции и сброса пучка установлены специальные быстрые магниты.

Во время работы коллайдера расчётное потребление энергии комплексом ЦЕРНа составит 180 МВт.

Для того чтобы протонные пучки могли свободно циркулировать в LHC, внутри ускорительной трубы создан сверхглубокий вакуум.
Еще одной важной частью инфраструктуры ускорителя является криогенная система, охлаждающая ускорительное кольцо. Она поддерживает в поворотных магнитах (а также в некоторых других элементах) температуру 1,9 К (то есть –271,25°C), при которой сверхпроводник безопасно держит нужный ток и создает требуемое магнитное поле. Для поддержания рабочей температуры ускорителя используется уникально высокая теплопроводность сверхтекучего гелия.

Криогенная система на LHC многоступенчатая.

Для охлаждения используется 12 миллионов литров жидкого азота и почти миллион литров жидкого гелия.

Модель коллайдера:

Анатолий Вассерман: О большом адронном коллайдере и квантовой механике:

##

30 марта 2010 года на Большом адронном коллайдере начались столкновения протонов с полной энергией 7 ТэВ. Именно на этой энергии запланированы работы вплоть до конца 2011 года.

Микроскопических черных дыр на LHC обнаружено не было (16.12.10)

Поскольку статистика, набранная на LHC, всё еще остается очень небольшой, ни о каких громких открытиях в 2010 году говорить не приходится.

В понедельник 6 декабря на Большом адронном коллайдере состоялся последний в 2010 году сеанс работы с пучками. Вечером коллайдер был остановлен на рождественские и новогодние праздники; работы возобновятся теперь только 24 января 2011, а протонные пучки будут вновь запущены в ускоритель в середине февраля.

В 2012 году мощность столкновений в коллайдере будет достигнута проектной.

Аргументы в пользу катастрофического сценария

Общая теория относительности в том виде, как её построил Эйнштейн, не допускает возникновения микроскопических чёрных дыр в коллайдере. Однако они будут возникать, если верны теории с дополнительными пространственными измерениями. По мнению сторонников катастрофического сценария, хотя такие теории и умозрительны, вероятность того, что они верны, составляет десятки процентов.

Эффект Хокинга, приводящий к испарению чёрных дыр, также является гипотетическим: он никогда не был экспериментально подтверждён.

Преверженцы конца света и в особенности религиозно настроенные частно упоминают что коллайдер, есть не что иное, как «кладязь бездны» из 9-й главы Апокалипсиса.

Логотип CERN:

Некоторые говорят что напоминает три шестерки…

Полезные ссылки:
Официальный сайт
Мануал по LHC