Wielki Zderzacz Hadronów

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Współrzędne: 46°14'N 6°03'E / 46.233, 6.05

Tunel LHC, w którym montowane są nadprzewodzące elektromagnesy
Lokalizacja miejsca eksperymentu

Wielki Zderzacz Hadronów, LHC (z ang. Large Hadron Collider) – największy na świecie akcelerator cząstek (hadronów), znajdujący się w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN w pobliżu Genewy. LHC leży na terenie Francji oraz Szwajcarii[1].

Wielki Zderzacz Hadronów jest największą maszyną świata. Jego zasadnicze elementy są umieszczone w tunelu w kształcie torusa o długości około 27 km[2], położonym na głębokości od 50 do 175 m pod ziemią[3].

Urządzenie w 2009 roku miało zderzać protony o energii 14 TeV[4]. Obecnie uruchomienie akceleratora z pełną mocą planowane jest na I kwartał 2010 roku. Wyniki zderzeń rejestrowane będą przez dwa duże detektory cząstek elementarnych: ATLAS i CMS, dwa mniejsze ALICE i LHCb oraz dwa małe: TOTEM i LHCf.

Spis treści

[edytuj] Historia

13 listopada 1989 odbyła się oficjalna inauguracja LEP-u z udziałem głów państw i ministrów nauki, a w związku z budową LHC po 11 latach pracy 2 listopada 2000 LEP został zamknięty.

10 września 2008 uruchomiono akcelerator LHC, wpuszczono wiązkę protonów w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a następnie powtórzono eksperyment z wiązką biegnącą w przeciwną stronę. Wiązki nie były przyspieszane w LHC i miały energię 450 GeV (0,45 TeV).

19 września 2008 ujawniono, że dzień po uruchomieniu akceleratora (tj. 11 września) nastąpiła awaria transformatora, który wyłączył chłodzenie urządzenia.[5] Kilka dni później poinformowano, że awarii uległ również jeden z nadprzewodzących magnesów, nastąpił wyciek helu. Naprawienie awarii trwało wiele miesięcy[6], a ponowne uruchamianie LHC rozpoczęto 14 czerwca 2009.

3 listopada 2009 upuszczony przez ptaka kawałek bagietki trafił do zewnętrznych instalacji chłodzących, powodując przegrzanie olbrzymich, nadprzewodzących magnesów[7]. Naukowcom udało się przywrócić właściwą temperaturę urządzenia.

[edytuj] Prognozy

Przewiduje się, że LHC umożliwi odkrycie bozonu Higgsa, który uczestniczy w nadawaniu mas cząstkom elementarnym, oraz cząstek tworzących ciemną materię, którymi być może będą cząstki supersymetryczne.

[edytuj] Budowa i działanie

Schemat LHC i urządzeń towarzyszących

LHC jest zbudowany w tunelu akceleratora LEP (Large Electron Positron Collider – Wielki Zderzacz Elektronowo Pozytronowy).

Na schemacie zaznaczono akceleratory oraz detektory współpracujące z głównym akceleratorem (LHC).

[edytuj] Akceleracja

Przyspieszane cząstki (protony) rozpoczynają swą drogę w akceleratorze liniowym – akceleratorze protonów (P), jony o masie aż do masy ołowiu są przyspieszane w oddzielnym akceleratorze (Pb).

Dalsza droga protonów i jonów jest wspólna, najpierw trafiają do Synchrotronu Protonowego (PS), w którym wiązka uzyskuje odpowiednią energię do 50 MeV i jest kształtowana.

Supersynchrotron Protonowy (SPS z ang. Super Proton Synchrotron) przyspiesza protony do energii 450 GeV (0.45 TeV), na wyjściu z tego akceleratora można ukształtować dwie wiązki, które w LHC będą poruszały się w przeciwne strony.

Protony w każdej z wiązek będą przyspieszane do energii 7 TeV (środka masy wiązki, en:. the center of mass, CM), co daje energię 14 TeV (CM) na zderzenie.

[edytuj] Analiza danych

Komputerowa symulacja wyniku zderzenia cząstek.

Gdy przyspieszone wiązki są zderzane, ich analizą zajmuje się sześć zespołów detektorów, których nazwy są też utożsamiane z zespołami pracującymi nad ich budową i działaniem:

Zderzenia protonów będą następowały 30 mln razy w ciągu sekundy, a detektory LHC będą produkować około 100 TB danych na sekundę. Dane z detektorów będą analizowane przez ogólnoświatowy gridowy system komputerowy WLCGrid. Budowa LHC wspomagana była przez projekt przetwarzania rozproszonego LHC@home.

[edytuj] Wielki Zderzacz Hadronów w kulturze masowej

Wielki Zderzacz Hadronów pojawił się w książce Anioły i demony Dana Browna; urządzenie wytwarzało antymaterię, która była wykorzystywana w walce z Watykanem. CERN opublikowało listę nieścisłości, krytykując błędne zobrazowanie działania urządzenia oraz ignorancję wobec prawdziwych zasad fizyki[8].

Jeden z pracowników CERN stworzył utwór rapowany Large Hadron Rap oraz teledysk wyjaśniający działanie urządzenia[9].

Przypisy

  1. ↑ przecina granicę pomiędzy tymi państwami w czterech punktach
  2. ↑ średnica torusa ok. 9 km, średnica przekroju poprzecznego tunelu 3,8 m
  3. ↑ Symmetry magazine, Kwiecień 2005
  4. ↑ 14 teraelektronowoltów = 14*1012 eV czyli 14 bilionów elektronowoltów (14 000 000 000 000 eV)
  5. ↑ TVN24: Wielki Zderzacz Hadronów się popsuł.
  6. ↑ CERN management confirms new LHC restart schedule (ang.)
  7. ↑ http://www.newsweek.pl/artykuly/sekcje/nauka/bagietka-zablokowala-wielki-zderzacz-hadronow,48430,1
  8. ↑ Angels and Demons, CERN, Dostęp 13 września 2008
  9. ↑ Teledysk "Large Hadron Rap"

[edytuj] Linki zewnętrzne

Commons-logo.svg
Zobacz galerię na Wikimedia Commons:
Wielki Zderzacz Hadronów
Wikinews
Zobacz wiadomość w serwisie Wikinews na temat uruchomienia LHC

Źródło „http://pl.wikipedia.org/wiki/Wielki_Zderzacz_Hadron%C3%B3w”