«Великий адроннийколайдер. Досягненнялюдства»

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Кафедра фізики

РЕФЕРАТ

на тему:

«Великий адроннийколайдер. Досягненнялюдства»

Виконала

Студентка ТХ-1-1

Народовська О. О.

Перевірив

Носенко В. Є.

Київ 2015

Зміст:

1. Вступ.

2. Історія

3. Завдання ВАК

4. Досягненнявчених

5. Плани на майбутнє

6. Використаналітература

Вели́ кийадро́ ннийкола́ йдер (англ. LargeHadronCollider, LHC) — найбільший у світіприскорювачелементарнихчастинок, створений у Європейськомуцентріядернихдосліджень (CERN), поблизуЖеневи (Швейцарія).

Фінансуваннятарозробкупроектуздійснюютьпонад10 тисячнауковцівтаінженерів, представниківрізнихуніверситетів і лабораторій з понад 100 країнсвіту.

Прискорювачпролягає в тунелі (у формі тора діаметром 27 км) на глибині до 175 метрів (570 футів) під землею на кордоніФранції та Швейцарії, поблизуЖеневи, Швейцарії. Як свідчитьназва, вінпризначений для прискорюванняадронів, зокремапротонів і важкихіонів.

Детектори.

НаВАКбуловстановлено 6 детекторів, розміщених у міжсекційнихблоках. Два з них — ATLASтаCMS (Компактниймюоннийсоленоїд) — великогабаритніколайдери, головноюціллюяких є фіксуванняелементів. ALICE (Великий іоннийколайдер) та LHCf є набагатоменшими та обмеженимиопераційно.

КомпаніяBBC дала наступневизначення:

ATLAS — один з двохдетекторів з широкою сферою функціонування з метою новихвідкриттів та відповідей на старіпитання.

CMS — детектор з широкою сферою функціонування, котрий «полює» на бозониХіггса і шукає природу походженнятемноїматерії.

ALICE — вивчатиме «рідинну» форму існуванняматерії, відому як кварк-глюонна плазма, короткий проміжокіснуванняякоївиникаєвідразу ж після Великого Вибуху.

LHCb — вивчатимерівнукількістьматерії та антиматерії, яка вивільняєтьсяпісляВеликого вибуху. Намагатиметьсядативідповідь на питання: „Щосталосязі «зниклою» антиматерією? “

Історія.

Проект бувзадуманий1984 року, йогореалізацію почали 2001-го.

Запуск ВАК спершупланували на 8 липня2008 року, але відбувсявін10 вересня. Запусквважаютьуспішним — пучок частинок з енергією450 гігаелектрон-вольтпроведеноповсьомукільцюколайдера.

Офіційнуцеремоніювідкриття Великого адронногоколайдерабулозаплановано на 21 жовтня2008 року. Але через аварію, яка сталася19 вересня, ВАК запустили лише20 листопада2009 року.

30 березня2010 року у Великому адронномуколайдерівпершеуспішноздійсненозіткненняпротонів, щорухалисязішвидкістю, наближеною до швидкостісвітла.

14 лютого2013 — Великий адроннийколайдерзупинив свою роботу для забезпеченнязапланованого ремонту, якийтриватиме до листопада 2014. Технікизамінятьпонад10 тисячвисоковольтнихз'єднанньміжнадпровіднимимагнітами. Такожплануютьзбільшитизахистчуттєвогоелектронногообладнання в тунелівідіонізуючоговипромінювання. Крім головного 27-кілометрового колайдера, проведутьмодернізаціюпротонногосинхротронатапротонногосуперсинхротрона. Післязавершенняроботиенергіячастинок у LHCмаєзрости з 8 до 13 тераелектронвольт, а такожзбільшитьсяйогосвітність (кількістьзіткненьміжчастинками).

8-16 березня2013 — під час науковоїконференції у Ля-Тюїль (Італія) фізики, якіпрацюють на Великому адронномуколайдері, оприлюднилиновідані, якіпідтверджують, щоелементарначастинка, отримана у ходіексперименту на LHC є самебозоном Гіґґса.

ЗагаломВеликий адроннийколайдеррозрахований на функціонуваннявпродовжлише 10 років, але науковцізапевняють, що по завершеннюцьогоперіоду на світівжез'явитьсянабагатобільший та потужнішиййого «родич».

Заваданнявеликогоадронногоколайдера:

· ВивченнямеханізмуГіґґса

БозонХіггса - елементарначастинка, квантполяГіґґса, що з необхідністювиникає в СтандартніймоделівнаслідокГіґґсовогомеханізмуспонтанногопорушенняелектрослабкоїсиметрії.

Цей, покищосутотеоретичний, механізмпояснює, якимчиномдеякіелементарнічастинкинабулимасу, щопризвелодопорушеннясиметрії в межахелектрослабкоївзаємодії (де, яквідомо, фотонбезмасовий, а W та Z бозонимасивні). ПідтвердженняміснуванняцьогомеханізмуповиненбутибозонХіггіса, пошукякого і є одниміззавдань ВАК. У випадкуіснуванняцьогобозону з допомогоюекспериментуплануєтьсявиявитийогоосновніхарактеристики (зарядтамасу) і такимчиномпідтвердитиабозробитиспробурозширитиСтандартнумодель (в залежностівідмасибозону).

· Пошуксуперсиметрії

Цягіпотетичнатеоріяпостулюєсиметріюміжбозонамитаферміонами в природі у випадкуенергійпонад 1 ТеВ і є щеоднимрозширеннямСтандартноїмоделі.

· Дослідженнякварк-глюонноїплазми

· Вивченнятоп-кварків

· Перевіркаекзотичнихтеорій

Досягнення вчених.

«Під час експерименту на прискорювачі елементарних частинок - Великому адронному колайдері (ВАК) - було зроблено чергове відкриття. Вчені Європейської організації з ядерних досліджень (ЦЕРН) виявили дві нові субатомні частинки з групи баріонів, передає " Росбалт".

Існування цих частинок передвіщалося кварковой моделлю, проте до цих пір їх ніколи не бачили. Проте варто відзначити, що в 2012 році була виявлена інша частинка цього сімейства.

Як і протони, які розганяються на ВАК до величезних швидкостей, нові частинки - це баріони, що складаються з трьох кварків (фундаментальних частинок), дуже сильно зв'язаних між собою. Мова при цьому йде про трьох різних кварках. Завдяки одному з них, важкого кварку b, вони більш ніж у шість разів важче протона. Однак маса відкритих частинок залежить не тільки від сумарної ваги кварків, але і від їх конфігурації. Через різного положення спінів (власний момент імпульсу елементарних частинок) у двох легших кварках частинки мають різну масу, відзначає ТАСС.

Як сказала фахівець лабораторії Паризького університету Метью Шарль, одна з частинок за масою дуже близька " сумі продуктів її розпаду". " Якби вона була трохи легше, то ми її просто не побачили б", - зазначив він.

Учені вимірювали не тільки масу частинок, але і те, наскільки вони стабільні. Отримані результати відповідають прогнозам, зробленим на основі теорії квантової хромодинаміки - частини стандартної теорії фізики частинок, що описує їх взаємодію» - канал НТВ

Плани на майбутнє.

13-15 жовтня в ЦЕРНі пройшла чергова зустріч Комітету по ресурсах LHC (LHC Resources Review Boards), на якій обговорювалися фінансові та організаційні питання роботи коллайдера на найближчий рік. Йшлося про поточний стан, кошторисі і майбутніх проектах всіх детекторних колаборацій, що працюють на LHC. Окрема сесія була присвячена питанням обчислювальних потужностей всього проекту.

На цій зустрічі була коротко змальована і поточна ситуація з підготовкою коллайдера до роботи в 2015 році. Ось деякі моменти, згадані в доповіді Серджіо Бертолуччі, директора ЦЕРНу з наукових досліджень:

Підготовка всього ланцюжка прискорювачів йде за розкладом. Всі попередні прискорювачі, включаючи SPS, вже заробили і поставляють пучки в численні ЦЕРНівські експерименти.

Майже всі сектори головного кільця Великого адронного коллайдера охолоджені до кріогенних температур, і в них починається тестування електричних контактів. Старт роботи з пучком запланований на 9 березня 2015 року; набір даних почнеться в травні.

У 2015 році енергія протонів буде триматися на значенні 6, 5 ТеВ. Спроби підняти її до 7 ТеВ поки відкладені. Проте в ході експериментів техніки вивчать те, як поводяться магніти, як часто в колайдері відбувається екстрений скидання пучка, і на підставі цих спостережень буде вироблена подальша стратегія. Інтервал проходження згустків один за одним буде спочатку 50 нс, як і раніше, а в серпні він буде зменшено до проектного значення 25 нс.

Кілька років тому, коли коллайдер тільки запускався, техніків дуже турбували несподівані події енерговиділення, що викликали спрацьовування системи безпеки і приводили до скидання пучка. Апаратуру ці події не пошкоджували, проте істотну частину часу коллайдер вимушено простоював. Причина цих подій була не цілком зрозуміла, і вони навіть отримали скорочення UFOs. Хоч відтоді про цю проблему не особливо чути, вона нікуди не поділася, просто з нею навчилися жити і боротися. Очікується, що ця проблема буде ускладнюватися з ростом енергії, і тому в 2015 році будуть введені додаткові заходи для того, щоб система безпеки вчасно реагувала на них, але при цьому не приводила до значного простоювання коллайдера.

Загальні плани по набору світності такі: 10 fb-1 в 2015 році, 100 fb-1 - за весь етап Run 2 (до середини-кінця 2018), 300 fb-1 - на етапі Run 3 (до 2022-2023 року).

Використана література:

1. Вікіпедія

2. Сайт http: //naked-science. ru/

3. Сайт http: //www. sciencemag. org/

⇐ Предыдущая 1 23