Wolna encyklopedia

Współrzędne: 46°14' N 6°3' EGeografia

 Ten artykuł opisuje aktualny eksperyment naukowy.
Zawartość może się zmienić wraz z postępem prac.
Tunel LHC, w którym montowane są nadprzewodzące magnesy
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 będzie zderzać protony o energii 14 TeV[4]. 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

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 energie - 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 ma trwać co najmniej 2 miesiące[6], a ponowne uruchomienie LHC nastąpi po przerwie zimowej wczesną wiosną 2009 r.

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.

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).

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.

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.

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[7].

Jeden z pracowników CERN stworzył utwór rapowany Large Hadron Rap oraz teledysk wyjaśniający działanie urządzenia[8].

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 Hardronów się popsuł.
  6. ↑ [http://www.cnn.com/2008/TECH/science/09/20/hadron.collider.damage.ap/index.html Large Hadron Collider down for 2 months (en)
  7. ↑ Angels and Demons, CERN, Dostęp 13 września 2008
  8. ↑ Teledysk "Large Hadron Rap"

Linki zewnętrzne

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

Źródło: „haslo,Wielki_Zderzacz_Hadron%C3%B3w”