Сегодня на Большом адронном коллайдере сталкивают протоны с максимальной суммарной энергией 14 тераэлектронвольт. Российские ученые поучаствовали в эксперименте на Большом адронном коллайдере.
Правила комментирования
- «Русский коллайдер»: зачем в Подмосковье в 80-е прорыли 21-километровый подземный кольцевой тоннель
- Студент из Новочеркасска принял участие в создании российского адронного коллайдера
- Ученые из 26 стран запустят в Дубне уникальный коллайдер. Он принесет пользу даже обычным людям
- В Подмосковье завершается строительство российского коллайдера NICA
- Саврин объяснил, кто отстранил учёных из РФ от Большого адронного коллайдер
Самарские ученые смоделируют международный эксперимент на первом российском адронном коллайдере
Большой адронный коллайдер вызывает множество подозрений и нареканий, особенно среди конспирологов. Отказ ученых указывать коллег из России в работах по адронному коллайдеру. Они не смогут работать с Большим адронным коллайдером и другими инструментами ЦЕРН. Так, знаменитый Большой адронный коллайдер возводился для решения совершенно других задач – прежде всего поисков бозона Хиггса.
Ученые из 26 стран запустят в Дубне уникальный коллайдер. Он принесет пользу даже обычным людям
| Особо «церные»: как на Большом коллайдере подталкивают наших учёных к предательству | Отказ ученых указывать коллег из России в работах по адронному коллайдеру. |
| Новые разработки ученых из Петербурга помогут в работе адронного коллайдера | В ЦЕРН допускали, что могут остановить работу Большого адронного коллайдера в случае необходимости. |
| Большой адронный коллайдер поставил очередной рекорд | Самое большое научное разочарование — адронный коллайдер рискует стать самым неудачным проектом в истории физики. |
| Разгадка появления Вселенной и путешествия в прошлое: для чего нужен Большой адронный коллайдер | В начале июля 2022 года в Швейцарии был перезапущен модернизированный Большой адронный коллайдер (БАК). |
| Исследователи ЦЕРН собрались отыскать тайно питающую нашу Вселенную «невидимую» материю | И, как ни странно, как раз потому, что Большой адронный коллайдер и американский RHIC — слишком мощные. |
Как перестать бояться и полюбить коллайдер
Доклад кандидата физико-математических наук, члена Совета международной научной коллаборации ALICE на Большом адронном коллайдере в Европейском центре ядерных исследований ЦЕРН Г. А. Феофилова. Большой адронный коллайдер, который запустили в 2008 году, поставил крест на идее возрождения русского ускорителя. Российский адронный коллайдер тем самым закроет существующий сейчас пробел в экспериментальной физике высоких энергий с поляризованными пучками. Большой адронный коллайдер > Новости LHC. все самые свежие новости дня по теме.
Отказ ученых указывать коллег из России в работах по адронному коллайдеру
- Почему эта труба так важна?
- Особо «церные»: как на Большом коллайдере подталкивают наших учёных к предательству
- Мегапроект NICA
- Курсы валюты:
- Большой Адронный Коллайдер и печальная история Протвинского Ускорительно-Накопительного Комплекса
Российские ученые могут спасти коллайдер в Швейцарии от провала
| Семь вопросов про российский коллайдер NICA. Metro | Российские ученые больше не смогут участвовать в экспериментах на Большом адронном коллайдере. |
| Разгадка появления Вселенной и путешествия в прошлое: для чего нужен Большой адронный коллайдер | «"Адронный коллайдер – довольно энергоемкое сооружение, и когда его только начинали проектировать, энергетическая проблема уже была, потому что он потребляет электроэнергию, как город средней величины. |
| Зачем ЦЕРН строит новый большой адронный коллайдер — Московские новости | Одна из главных новостей в начале июля в науке: большой адронный коллайдер заработает с рекордной мощностью в 13,6 трлн электронвольт. |
| В Подмосковье завершается строительство российского коллайдера NICA | Тогда я предложил схему участия нашего института в проекте по строительству Большого адронного коллайдера. |
| Адронный коллайдер: последние новости | Россиян попросили покинуть Большой адронный коллайдер. |
Ожидание и реальность: результаты работы Большого адронного коллайдера
Большой адронный коллайдер запустят с рекордной энергией после трехлетнего перерыва. Советский Союз пытался построить свой собственный адронный коллайдер еще до того, как это сделали европейцы. В 1983 году строительство исследовательского института «Протон» в Протвино уже близилось к завершению. В подмосковном городе Дубна на базе Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) начался финальный этап строительства российского коллайдера NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility). Учёные, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), провели эксперименты с целью найти первое свидетельство редкого процесса, в котором бозон Хиггса распадается на Z-бозон и фотон. В блокаде российских ученых в ЦЕРН он видит именно политический мотив и напоминает, что Россия участвовала в строительстве адронного коллайдера.
Адронный коллайдер в Протвино
Зато результаты, которые планируется получить, пригодятся всем — от астрофизиков до медиков и обычных людей. Все существующие в мире установки разные, в том числе коллайдеры. И они тоже разные. Реклама «Коллайдеры разные, задачи у них разные.
RHIC — коллайдер для тяжелых ионов. Это действительно тяжелые, массивные частицы, которые крутятся в коллайдере и сталкиваются. Мы пытаемся заполнить ту нишу, которая была незаслуженно забыта на заре физики.
Эту область энергии, промежуточную, проскочили в погоне за большими энергиями», — пояснил Бутенко. По его словам, в Дубне планируют изучать физику именно в этой промежуточной области. Это поможет понять, каким же образом формировалось наше вещество, все, что окружает человека, весь мир, а также почему он именно такой, как мы его видим.
То есть это не физика далеких элементарных частиц, чем занимаются ученые с другими коллайдерами. Это та область, которая пытается изучить вещество, которое было сразу после момента Большого взрыва, и то состояние вещества, которое присутствует сегодня в нейтронных звездах», — отметил Бутенко. Когда они соберутся друг за другом, возникнет кольцо, магнитная система, где в дальнейшем будут ускоряться и сталкиваться пучки ионов.
Первый магнит уже установили на его место. Всего таких 80, а периметр всей орбиты пучка — чуть больше 500 метров. Это длина траектории пучка, когда он крутится по кольцу.
Это все необходимо, потому что получить голые ядра ионов, которые необходимы для проведения эксперимента, сразу невозможно. Для этого и создаются каскады ускорителей, пояснил Бутенко.
В 1965-м отсутствующий на карте Серпухов получил статус поселка городского типа и обновленное имя — Протвино — по названию мелкой местной реки Протвы. А спустя 2 года в Протвино запустили крупнейший на тот момент ускоритель частиц — протонный синхротрон У-70.
Учёные, проживавшие в закрытом населенном пункте, вели на действующем синхротроне дальнейшие разработки. По их задумке У-70 впоследствии стал бы частью будущего крупного советского коллайдера. К слову, тот ускоритель действует поныне, являясь высокоэнергетичным объектом. На заре восьмидесятых, когда правительство дало отмашку на реализацию проекта ускорителя, в мире отсутствовали аналоги.
Мощность американского коллайдера Тэватрона, как и самого передового швейцарского суперпроекта, значительно уступала детищу советских ученых. Проектом нового, самого мощного в мире протонного ускорителя руководил академик-физик Анатолий Логунов — научный наставник Института физики высоких энергий. Из теоретического обоснования УНК следовало, что давно функционирующий У-70 будет использован, как первая разгонная ступень. Проектом предполагалась и вторая.
Если на первом этапе пучок протонов из У-70 с энергией 70 ГэВ поднимался до 400—600 ГэВ, то на втором кольце протонная энергия доводилась уже до максимальных величин. Обе ступени УНК планировалось разместить в общем кольцевом тоннеле, размеры которого по плану превосходили бы кольцевую линию метро Москвы. Из общего с метрополитеном еще и то, что строительство подземных тоннелей вели столичные метростроевцы и специалисты из Алма-Аты. Трудности строительства и что успели сделать Наземная стройплощадка.
Объект возводился горным способом с использованием 26 вертикальных шахт. Первые годы строительные работы велись в размеренном режиме, и тоннель продвинулся всего на полтора километра.
Несколько лет стройка велись в вялотекущем режиме — прошли всего полтора километра. В 1987 году вышло постановление правительства об активизации работ, и в 1988-м, впервые с 1935 года, Советский Союз закупил за границей два современных тоннелепроходческих комплекса компании Lovat, с помощью которых Протонтоннельстрой начал прокладывать тоннели. Зачем понадобилось покупать проходческий щит, если до этого пятьдесят лет в стране успешно строили метро? Дело в том, что 150-тонные машины Lovat не только бурили с очень высокой точностью проходки до 2,5 сантиметров, но и выстилали свод тоннеля 30-сантиметровым слоем бетона с металлоизоляцией обычные бетонные блоки, с приваренным с внутренней стороны листом металлической изоляции. Гораздо позже в Московском метрополитене из блоков с металлоизоляцией сделают небольшой участок на перегоне «Трубная» — «Сретенский бульвар». Построили три здания из запланированных 12 инженерного обеспечения, развернули строительство наземных объектов по всему периметру: более 20 промышленных площадок с многоэтажными производственными зданиями, к которым были проложены трассы водоснабжения, отопления, сжатого воздуха, высоковольтные линии электропередач. В этот же период у проекта начались проблемы с финансированием.
В 1991 году, с развалом СССР, УНК мог быть брошен сразу же, однако стоимость консервации недостроенного тоннеля оказалась бы слишком высока. Разрушенный, затопленный грунтовыми водами он мог бы представлять опасность для экологии всего региона. Стенд для испытания магнитов Магнитная система — одна из самых важных в ускорителе. Чем выше энергия частиц, тем труднее пустить их по круговой траектории, и, соответственно, сильнее должны быть магнитные поля. Кроме того, частицы нужно фокусировать, чтобы они не отталкивались друг от друга, пока летят. Поэтому наряду с поворачивающими частицы по кругу магнитами нужны и магниты фокусирующие. Максимальная энергия ускорителей в принципе ограничивается размерами и стоимостью магнитной системы. Часть инжекторного тоннеля в наши дни. Ионно-оптическая система обеспечивала согласование фазового объема пучка, выведенного из У-70, со структурой поворотов тоннеля.
Основной тоннель.
Данные магниты как раз и являются ускорителями, воздействуя на пучок частиц, они направляют его в нужную сторону. Сам тоннель заброшенного коллайдера в Протвино в Московской области спроектирован так, чтобы в случае чего рабочие смогли добраться до необходимого места и произвести техническое обслуживание. Его ширина намного больше, чем в аналогичном объекте ЦЕРНа. Итак, разберем детально, как работает такой гигант?
После образования пучка частиц, их скорость разгоняется в малом ускорителе - синхротроне. После, с помощью первого канала, соединяющего большое кольцо и малый ускоритель, они перемещаются в основное место своей работы к теплым магнитам, двигаясь против часовой стрелки. Далее, разогнавшись до необходимой скорости, они попадают на сверхпроводящие магниты. К этому времени в малом У-70 готовится следующая порция пучка частиц, которая следует в большое кольцо по другому каналу, и, двигаясь по часовой стрелке, занимает место предыдущих на теплых магнитах. Вторая группа частиц также переводится на сверхпроводящие магниты и сталкивается с первой.
Уникальная работа ученых К 80 годам прошлого века ни одна страна не смогла создать конкурентоспособную и действенную ускорительную машину. Даже американский и женевский объекты, несмотря на свою мощность, не могли предоставить науке тот самый, необходимый инструмент для осуществления новейших опытов в сфере физических явлений. В те годы он был самым мощным, его энергия равнялась десяти гигаэлектронвольтам, но длина была всего двести метров, однако, именно на нем физики совершили свои сенсационные открытия, например, зарегистрировали существование ядра антивещества. В новый проект коллайдера была заложена вероятность обнаружения потока нейтрино, находящегося на очень дальнем расстоянии от самого кольца. Проще говоря, частицы на высокой скорости должны были перенаправляться в сторону Иркутской области - к озеру Байкал.
Все это предполагалось без использования тоннеля, естественно. То есть частицы, выведенные из кольца, проникали через толщи земной породы, и, преодолев тысячи километров, должны были попадать на дно озера и регистрироваться специальном детекторе. Данный детектор на самом деле расположен вблизи Байкала. Ведь частицы, из-за округлой формы нашей планеты, двигаются в подземном пространстве под определенным углом, поэтому устройство заложили в трех с половиной километрах от самого крупного пресного водоема, на глубине в один километр. Оно называется "Нейтринным телескопом".
Введение в эксплуатацию байкальского ловца частиц произошло в 1998 году, а проработал он целое десятилетие. Как строился коллайдер Заброшенный коллайдер в Протвино начал строиться в 1983 году. Для его создания использовался горный способ: были вырыты двадцать шесть вертикальных шахт. До 1987 года строительство проходило в вялотекущем режиме, пока правительство не вынесло постановление о возобновлении активности. Тогда, через год, СССР впервые приобрел заграничные тоннеле-проходческие комплексы, выпускаемые компанией "Ловат".
Именно используя данные машины, рабочие смогли ускорить режим рытья тоннелей. Фишка тоннеле-прокладывающих агрегатов была в том, что они не только рыли с высокой точностью, но одновременно выстилали тридцати сантиметровый бетонный слой по тоннельному своду. А в сам бетон монтировалась металлоизоляция. Развал СССР и последующие трудности К началу 90 года около семидесяти процентов тоннеля главного кольца было пройдено, а канал инжекции был готов уже на девяносто пять процентов именно он предполагался для переправки пучков. Из двенадцати запланированных сооружений было построено только три, они носили характер инженерно-технического обеспечения.
Наземные объекты возводились куда быстрее. Так было обустроено более двадцати площадок с промзданиями в несколько этажей, к которым провели трубы водоснабжения, отопительные трассы и высоковольтные ЛЭП. Но именно этот период ознаменовался самым провальным в финансировании.
ЦЕРН остановил Большой адронный коллайдер до весны 2023 года
Чтобы понять, что именно надеются найти ученые ЦЕРН, необходимо сначала разобраться в Стандартной модели - теоретической области физики, которая объясняет, как субатомные частицы формируют атомы и, следовательно, всю окружающую нас материю. Модель помогает объяснить три из четырех сил в природе: электромагнетизм и два типа ядерных сил сильное и слабое ядерное взаимодействие , которые удерживают атомы вместе. Однако она не объясняет четвертую силу - гравитацию, а также не объясняет теоретический, невидимый материал, составляющий около 95 процентов Вселенной - темную материю. И хотя исследователи знают, что эти частицы существуют, им еще предстоит это доказать или по крайней мере понять, что же это такое на самом деле. Именно на эти вопросы, как надеются ученые, поможет ответить апгрейд ускорителя.
Наряду с раскрытием тайн темной материи, БАК теперь лучше приспособлен для изучения вопроса о возможном существовании пятой силы природы, называемой темной энергией. Исследователи считают, что эта сила, скорее всего, существует, поскольку она влияет на то, как расширяется Вселенная.
Она проживает очень маленький промежуток времени, разваливается на частицы, которые разлетаются в разные стороны со скоростью света. Но как зафиксировать новую частицу, если она так мало живет? Как зафиксировать открытие? Для фиксации ученым нужен очень хороший фотоаппарат. В этой роли используется огромный детектор элементарных частиц, он снимает каждое столкновение протонов и ядер свинца. На БАК таких детекторов четыре. Самый тяжелый детектор — CMS, его масса около 18 тыс. Каждая линия здесь — это след рожденной частицы.
Это реальная фотография, слева можно увидеть, что он сделан 4 июля 2016 года в 16 часов 18 минут 25 секунд. Таких столкновений происходит до 100 млн в секунду. Как сделать открытие? Для простоты допустим, что есть новая частица, которая распадается на известные нам частицы. Например, когда искали Бозон Хиггса, ученые уже предполагали, что он должен распадаться на два фотона. Это означает, что детектор должен не просто понимать, куда и с какой траекторией разлетелись частицы, но и какими они были. Этим обусловлены размеры детектора и их структура — это так называемая структура матрешки. Первые слои детекторов — пиксельные, по технологии они похожи на пиксели, которые есть в камерах смартфонов, но они ловят не фотоны, а частицы. Допустим, заряженная частица пролетает и пиксели зажигаются — потом можно увидеть их траекторию, а если следа нет, значит, частица была незаряженной. Структура БАК Затем идут калориметр, который уничтожает частицы, после чего остаются «ливни», по их размеру можно определить энергию частицы.
А по траектории можно понять импульс протона, калибраторы могут определить их энергию, после этого можно понять массу частиц. Как появился Бозон Хиггса? Представим, что есть столкновение, в котором рождаются только фотоны. Значит, мы можем ловить их, и они будут появляться в разных процессах. Теперь предполагаем, что в этих же процессах очень редко рождается Бозон Хиггса. Он обладает массой, распадается на два фотона, и в этом процессе должен соблюдаться закон сохранения импульса и энергии. Как эти два фотона будут отличаться от фотонов, которые появляются в других процессах? Законами сохранения — Бозон Хиггса обладает определенной массой и импульсом. И если мы посчитаем так называемую инвариантную массу, то есть их суммарный импульс и энергию, то сможем посчитать массу бозона. Но есть огромный фон — миллиард огромных фотонов.
Чтобы отделить одни фотоны от других, мы предполагаем, что все они родились из бозонов Хиггса, получаем гладкое распределение и смотрим на неоднородности. Так можно увидеть, что как-то пар фотонов чуть больше, чем других. Значит, именно там родилась частица, которая распадаются на фотоны с конкретными характеристиками. Так и выглядит открытие бозона Хиггса. Как ловят уникальные фотоны Для чего еще нужен БАК? Во Вселенной еще много неизвестных процессов, чьи принципы работы нам непонятны. Например, Вселенная существует, а, согласно современным теориям, количество материи и антиматерии должно быть одинаковым. Если в столкновении частиц на коллайдере родилось пять кварков, то родилось и пять антикварков. Но если бы это выполнялось и после Большого взрыва, — нас не должно было существовать, Вселенная была бы пустой, наполненной фотонами.
Провода поднимали с таким расчётом, чтобы между грузом и проводами оставался просвет в один метр. А высота груза с учётом автомобиля составляла 7,6 метра. Это нестандартный груз, и мы знали с самого начала, что будут такие сложности Владимир Кекелидзе Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований Внутри — стальной цилиндр: восемь метров в длину, 5,6 метра в диаметре. Он обмотан сверхпроводниками — особой металлической "проволокой", которая при очень и очень низких температурах проводит ток беспрепятственно, то есть с нулевым сопротивлением. Очень и очень низкие температуры обеспечит жидкий азот. Его будут заливать в эту огромную трубу. Она называется криостатом. Это крупнейшая часть мощного сверхпроводникового магнита для нового коллайдера NICA. Её сделали в итальянской Генуе и сначала ровно месяц везли морем в Санкт-Петербург, а затем ещё неделю — по Неве, Ладожскому, Онежскому, Белому озёрам, Рыбинскому водохранилищу, Волге и, наконец, по реке Дубне. Мы были очень ограничены во времени, потому что надо было довезти до реки Дубны до завершения навигации. А груз нельзя оставлять на холоде, он очень чувствителен к температурному режиму, ко всяким вибрациям. Мы очень волновались, нам дали координаты корабля, и мы следили за ним в приложении, каждый день по нескольку раз смотрели на карту, где он находится Владимир Кекелидзе Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований Почему эта труба так важна? Благодаря советскому кино множество совершенно далёких от физики и математики людей наизусть знают, что положено в основу работы синхрофазотрона. Итак, это... Правильно, с ударением на последние слова: принцип ускорения заряженных частиц магнитным полем. Так вот, синхрофазотрон — это и есть ускоритель. И запущен он впервые был именно в Дубне. Впервые в мире. Это произошло в 1957 году, за полгода до запуска "Спутника", и эти два события считают равными по значимости. Без магнитного поля частицы летят по прямой линии, и всё, и вы ничего не знаете, какая же у них энергия. А если есть магнитное поле, они летят не по прямой линии, а закручиваются, по кругу летят.
Кроме того, на этот сезон ученые запланировали существенно увеличить светимость, чтобы число видимых детекторами столкновений частиц заметно выросло. Также были запланированы программа столкновения тяжелых ионов и некоторые другие эксперименты. Однако в сентябре стало известно , что ЦЕРН присоединится ко всем европейским странам в их усилиях по экономии электроэнергии. Примерно треть от этого приходится на БАК. Планировалось, что остановка произойдет 28 ноября, то есть на две недели раньше, первоначального срока.
Особо «церные»: как на Большом коллайдере подталкивают наших учёных к предательству
В отличие от Большого адронного коллайдера, у NICA совсем иные цели. Большой адронный коллайдер (БАК) вновь запустил стабильные пучки протонов, открывая сезон 2024 года. Подсветка павильона-коллайдера с экспозицией «Достижения России».
Почему эта труба так важна?
- Что еще почитать
- Что такое ЦЕРН
- ЦЕРН почти год не публикует исследования о Большом адронном коллайдере
- Большой адронный коллайдер остановлен из-за экономии энергии
Особо «церные»: как на Большом коллайдере подталкивают наших учёных к предательству
| Наука РФ - официальный сайт | Большой адронный коллайдер (БАК) вновь запустил стабильные пучки протонов, открывая сезон 2024 года. |
| ЦЕРН остановил Большой адронный коллайдер до весны 2023 года | В отличие от Большого адронного коллайдера, у NICA совсем иные цели. |
| Ученые из 26 стран запустят в Дубне уникальный коллайдер. Он принесет пользу даже обычным людям | 5 июля 2022 года в 16.00 ЦЕРН будет запускать Большой Адронный Коллайдер (БАК) БАК не включали 10 лет, в последний раз когда его включили начали появляться черные дыры. |
| Адронный коллайдер в Протвино | Создание коллайдера в Дубне имеет большое значение как для России, так и для всех стран-участниц. |
| Мегапроект NICA | все самые свежие новости дня по теме. |