Неразгаданная тайна черных дыр. Адронный коллайдер - о чем молчат ученые
- Комментариев 0
- 10-05-2019, 22:41
- Неразгаданная тайна черных дыр. Адронный коллайдер - о чем молчат ученые
Большой адронный коллайдер (LHC) – чудо современной физики элементарных частиц, которое позволило исследователям проникнуть в глубины реальности. Его истоки тянутся идут с 1977 года, когда сэр Джон Адамс, бывший директор Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН), предложил построить подземный туннель, который мог вместить ускоритель частиц, способный достигать чрезвычайно высокие энергии, в соответствии с исторической статьёй 2015 года физика Томаса Шёрнера–Садениуса.
Проект был официально одобрен двадцатью годами позже, в 1997 году, и началось строительство 27,5-километрового кольца длиной 16,5 мили, проходящего под французско-швейцарской границей, способного ускорять частицы до 99,99% до скорости света. Внутри кольца 9 300 магнитов направляют пакеты с заряженными частицами в двух противоположных направлениях со скоростью 11 245 полных оборотов в кольце БАК в секунду, в конечном итоге объединяя их для лобового столкновения. Установка способна создавать около 600 миллионов столкновений каждую секунду, извергая невероятное количество энергии и, время от времени, экзотическую и никогда не замеченную тяжелую частицу. БАК работает при энергиях в 6,5 раз выше, чем у предыдущего рекордного ускорителя частиц, выведенного из эксплуатации Tevatron Fermilab в США.
Строительство LHC обошлось в 8 миллиардов долларов, из которых 531 миллион пришлось на Соединенные Штаты. Более 8000 ученых из 60 разных стран участвуют в его экспериментах. Ускоритель впервые включил свои лучи 10 сентября 2008 года, столкнувшись с частицами, которые достигли лишь десятимиллионной первоначальной проектной интенсивности.
«LHC безопасен, и любое предположение о том, что он может представлять риск, является чистой выдумкой», – заявил в прошлом году генеральный директор CERN Роберт Аймар. Это не означает, что объект не может быть потенциально вредным, если используется не по назначению. Если бы вы засунули руку в луч, который фокусирует энергию авианосца в движении на ширину менее миллиметра, это сделало бы дыру прямо через вашу руку, и тогда излучение в туннеле убило бы вас.
Новаторские исследования
За последние 10 лет LHC разбил атомы для своих двух основных экспериментов, ATLAS и CMS, которые работают и анализируют свои данные отдельно. Это делается для того, чтобы ни одно сотрудничество не влияло на другое, и чтобы каждое из них обеспечивало проверку своего родственного эксперимента. Приборы создали более 2000 научных работ по многим направлениям физики элементарных частиц.
4 июля 2012 года научный мир затаив дыхание наблюдал, как исследователи на LHC объявили об открытии бозона Хиггса, последнего кусочка головоломки в теории пятилетней давности, называемой Стандартной моделью физики. Стандартная модель пытается учесть все известные частицы и силы (кроме гравитации) и их взаимодействия. Еще в 1964 году британский физик Питер Хиггс написал статью о частице, которая теперь носит его имя, объясняя, как возникает масса во Вселенной.
Хиггс – это поле, которое пронизывает все пространство и затягивает каждую движущуюся через него частицу. Некоторые частицы медленнее бродят по полю, и это соответствует их большей массе. Бозон Хиггса является проявлением этой области, за которой физики гонялись полвека. БАК был явно построен, чтобы, наконец, захватить эту неуловимую частицу. В конце концов, обнаружив, что Хиггс имел 125-кратную массу протона, Питер Хиггс и бельгийский физик–теоретик Франсуа Энглерт были удостоены Нобелевской премии в 2013 году за предсказание его существования.
Физики боятся зловещего молчания Большого адронного коллайдера
Есть ряд теорий, которые предсказывают существование дополнительных измерений. Не только три пространственных и одного временного измерения. И если эти дополнительные измерения существуют, одна теоретическая возможность состоит в том, что возможно создать крошечные, миниатюрные, микроскопические черные дыры!
Теперь, имея еще больше данных от Большого адронного коллайдера, команда физиков располагает доказательствами, подтверждающими предыдущие теории о поведении бозона Хиггса. Это хорошая новость, потому что прогнозы оправдались.
Существующие модели предполагают, что бозон Хиггса обычно распадается на частицы, называемые нижними кварками. Нижние кварки имеют массу, и доказательство того, что распады бозона Хиггса превращаются в пару этих частиц, было предметом исследования. «Это наблюдение является важной вехой в исследовании бозона Хиггса», – объясняет Карл Якобс, член коллаборации, проводившей исследование. «Это показывает, что эксперименты ATLAS и CMS достигли глубокого понимания их данных и контроля над фоном, который превосходит ожидания. В настоящее время ATLAS обнаружил все связи бозона Хиггса с тяжелыми кварками и лептонами третьего поколения, а также все основные способы производства».
Верны ли расчеты ученых и нет ли реальной угрозы создания мини-черной дыры и разрушения нашей планеты? Об этом исследователи не любят распространяться.
Смотрите также:
