Адронен колайдер. Как работи Големият адронен колайдер?

Как работи Големият адронен колайдер

Ускорителят LHC ще работи въз основа на ефекта на свръхпроводимостта, т.е. способността на определени материали да провеждат електричество без съпротивление или загуба на енергия, обикновено при много ниски температури. За да се запази лъчът на частиците по кръговата му писта, са необходими по-силни магнитни полета от тези, използвани преди това в други ускорители на CERN.

Големият адронен колайдер, протонен ускорител, построен в Швейцария и Франция, няма аналози в света. Тази пръстеновидна структура с дължина 27 км е построена на дълбочина 100 метра.

В него с помощта на 120 мощни електромагнита при температура, близка до абсолютната нула - минус 271,3 градуса по Целзий, се планира да се ускорят сблъскващи се протонни лъчи до скорост, близка до скоростта на светлината (99,9 процента).На редица места обаче маршрутите им ще се пресичат, което ще позволи на протоните да се сблъскат. Няколко хиляди свръхпроводящи магнита ще направляват частиците.Когато има достатъчно енергия, частиците ще се сблъскат, като по този начин учените ще създадат модел голям взрив. Хиляди сензори ще записват момента на сблъсъка. Последствията от сблъсъци на протони ще станат основен предмет на изучаване на света. [ http://dipland.ru /Cybernetics/Large_andron_collider_92988]

Спецификации

Ускорителят трябва да сблъсква протони с обща енергия от 14 TeV (тоест 14 тераелектрон-волт или 14·1012 електронволта) всистема център на масата падащи частици, както и ядраводя с енергия от 5 GeV (5 109 електронволта) за всяка двойка сблъсъцинуклони В началото на 2010г LHC вече леко надмина предишния рекордьор по протонна енергия - протон-антипротонния колайдерТеватрон , който до края на 2011 г. е работил вНационална ускорителна лаборатория. Енрико Ферми(САЩ ). Въпреки факта, че настройката на оборудването продължава от години и все още не е завършена, LHC вече се превърна в най-високоенергийния ускорител на частици в света, надвишавайки енергията на други колайдери с порядък, включително релативистичният ускорител на тежки йони RHIC, опериращ в Лаборатория Брукхейвън(САЩ).

Детектори

LHC има 4 основни и 3 спомагателни детектора:

· АЛИС (Експеримент с голям йонен колайдер)

АТЛАС (тороидален LHC апарат)

CMS (компактен мюонен соленоид)

LHCb (Експериментът за красота на Големия адронен колайдер)

ТОТЕМ (Измерване на общо еластично и дифракционно напречно сечение)

LHCf (Големият адронен колайдер напред)

МОЕДАЛ (Монополен и екзотичен детектор в LHC).

ATLAS, CMS, ALICE, LHCb са големи детектори, разположени около точките на сблъсък на лъча. Детекторите TOTEM и LHCf са спомагателни, разположени на разстояние няколко десетки метра от точките на пресичане на лъча, заети съответно от детекторите CMS и ATLAS, и ще се използват заедно с основните.

CMS детектор

Детектори ATLAS и CMS - детектори с общо предназначение, са предназначени да търсят бозона на Хигс и в частност „нестандартната физика“.тъмна материя , АЛИС - за ученекварк-глюонна плазма при сблъсъци на тежки оловни йони, LHCb - за физични изследванияb-кварки , което ще ни позволи да разберем по-добре разликите междуматерия и антиматерия , TOTEM - предназначен за изследване на разсейването на частици под малки ъгли, като това, което се случва по време на близки полети без сблъсъци (така наречените несблъскващи се частици, предни частици), което прави възможно по-точното измерване на размера на протоните, както и контрол на светимостта на колайдера и, накрая, LHCf - за изследваниякосмически лъчи , моделиран с помощта на същите несблъскващи се частици.

С работата на LHC е свързан и седмият, съвсем незначителен като бюджет и сложност, детектор (експеримент) MoEDAL, предназначен за търсене на бавно движещи се тежки частици.

По време на работа на колайдера сблъсъците се извършват едновременно във всичките четири точки на пресичане на лъчите, независимо от вида на ускорените частици (протони или ядра). В този случай всички детектори едновременно събират статистика.

Консумация на енергия

По време на работа на колайдера прогнозната консумация на енергия ще бъде 180 MУ . Прогнозна обща консумация на енергияЦЕРН за 2009 г., като се вземе предвид работещият колайдер - 1000 GWh, от които 700 GWh ще се падат на ускорителя. Тези разходи за енергия са около 10% от общата годишна консумация на енергияКантон Женева . Самият CERN не произвежда енергия, има само резервдизелови генератори[ http://ru.wikipedia.org/wiki/ ]

Може би след няколко години Интернет ще отстъпи място на нова, по-дълбока интеграция на отдалечени компютри, позволяваща не само дистанционно прехвърляне на информация, намираща се в различни части на света, но и автоматично използване на отдалечени изчислителни ресурси. Във връзка с пускането на Големия адронен колайдер ЦЕРН от няколко години работи за създаването на такава мрежа.

Отдавна е учебникарски факт, че Интернет (или това, което се нарича уеб) е изобретен от Европейската организация за ядрени изследвания (CERN). Около табелата „Световната мрежа е създадена в тези коридори“ в един от обикновените коридори на обикновена сграда на ЦЕРН през деня отворени вративинаги има тълпи от зяпачи. Сега Интернет се използва за техните практически нужди от хора по целия свят и първоначално е създаден, за да могат учените, работещи по един и същи проект, но разположени в различни части на планетата, да комуникират помежду си, да споделят данни, да публикуват информация които могат да бъдат достъпни за получаване на достъп от разстояние.

Системата GRID се разработва в CERN (на английски grid - решетка, мрежа) е още една стъпка напред, нов етап в интеграцията на компютърните потребители.

Той не само прави възможно публикуването на данни, които се намират някъде другаде на планетата, но и използването на ресурси на отдалечена машина, без да напускате мястото си.

Разбира се, обикновените компютри не играят специална роля в осигуряването на изчислителна мощност, така че първият етап на интеграция е свързването на световните суперкомпютърни центрове.

Създаването на тази система е провокирано от Големия адронен колайдер. Въпреки че GRID вече се използва за множество други задачи, без колайдера той не би съществувал и обратното, без GRID обработката на резултатите от колайдера е невъзможна.

Карта на GRID сървър //

Хората, които работят в LHC колаборации, се намират в различни части на света. Известно е, че върху това устройство работят не само европейци, но и всичките 20 страни - официални участници в CERN, общо около 35 държави. Теоретично, за да се осигури работата на LHC, имаше алтернатива на GRID - разширяването на собствените изчислителни ресурси на компютърния център CERN. Но ресурсите, които бяха на разположение по време на поставянето на проблема, бяха напълно недостатъчни за симулиране на работата на ускорителя, съхраняване на информация от неговите експерименти и научната й обработка. Следователно компютърният център ще трябва да бъде значително преустроен и модернизиран, като бъдат закупени още компютри и съоръжения за съхранение на данни. Но това би означавало, че цялото финансиране ще бъде концентрирано в ЦЕРН. Това не беше много приемливо за страни, разположени далеч от ЦЕРН. Разбира се, те не се интересуваха от спонсориране на ресурси, които биха били много трудни за използване, и бяха по-скоро склонни да увеличат своя изчислителен и машинен потенциал. Затова се роди идеята ресурсите да се използват там, където са.

Не се опитвайте да концентрирате всичко на едно място, а комбинирайте това, което вече съществува в различни части на планетата.

Времето за повторно пускане на LHC вече беше отложено няколко пъти поради откриването на нови проблеми с него. По-специално, в средата на юли 2009 г. в колайдера бяха открити проблеми с уплътнението и течове в охладителната система в сектори 8-1 и 2-3, поради което стартирането на колайдера отново беше отложено.

CERN обяви, че снопове от протони ще започнат отново да циркулират около 27-километровия пръстен в средата на ноември, като сблъсъците на частици ще започнат няколко седмици по-късно.

Специалистите от CERN възнамеряват първо да извършат сблъсъци при енергията на предишната степен на ускорителя - 450 гигаелектронволта на лъч, и едва след това да увеличат енергията до половината от проектната - до 3,5 тераелектронволта на лъч.

Физиците обаче отбелязват, че дори при тази енергия може да бъде постигната целта за създаване на колайдер - откриването на Хигс бозона, частицата, отговорна за масата на всички останали елементарни частици.

LHC ще работи в този режим до края на 2010 г., след което ще бъде спрян за подготовка за преминаване към енергия от 7 тераелектронволта на лъч.

През май 2009 г. в световен мащаб излезе приключенският филм „Ангели и демони“, базиран на едноименната книга на Дан Браун.

CERN играе ключова роля в сюжета на тази творба и няколко сцени от филма са заснети в помещенията на CERN. Тъй като филмът съдържа елементи на фантастика, включително в описанието какво и как се изучава в CERN, ръководството на CERN сметна за полезно да предотврати тези въпроси, които неизбежно ще възникнат у много зрители на филма. За целта беше пуснат специален сайт Angels and Demons – науката зад историята. Разказва в достъпна форма за тях физични явления, които са вплетени в сюжета на филма (на първо място производството, съхранението и свойствата на антиматерията).

Развитието на сюжета започва с две на пръв поглед несвързани, но въпреки това ключови събития за филма: смъртта на настоящия папа и завършването на експериментите с Големия адронен колайдер. В резултат на тестовете учените получават антиматерия, която може да се сравни по сила с най-много мощно оръжие. Тайното общество на илюминатите решава да използва това изобретение за свои цели - да унищожи Ватикана, центърът на световния католицизъм, който сега е останал без глава.

Материалът е подготвен въз основа на информация от РИА Новости и открити източници

Това е търсенето на начини за комбиниране на две фундаментални теории - ОТО (за теорията на гравитацията) и SM ( стандартен модел, който комбинира три основни физически взаимодействия - електромагнитно, силно и слабо). Намирането на решение преди създаването на LHC беше възпрепятствано от трудности при създаването на теорията за квантовата гравитация.

Изграждането на тази хипотеза включва комбинирането на две физически теории - квантова механикаи общата теория на относителността.

За целта бяха използвани няколко популярни и съвременни подхода - теория на струните, теория на браните, теория на супергравитацията, а също и теорията на квантовата гравитация. Преди изграждането на колайдера основен проблемза извършване на необходимите експерименти беше липсата на енергия, която не може да бъде постигната с други съвременни ускорители на заредени частици.

Женевският LHC даде възможност на учените да проведат невъзможни досега експерименти. Смята се, че в близко бъдеще много физически теории ще бъдат потвърдени или опровергани с помощта на апарата. Една от най-проблемните е суперсиметрията или теорията на струните, която отдавна раздели физиката на два лагера - "стрингърите" и техните съперници.

Други фундаментални експерименти, проведени като част от работата на LHC

Интересни са и изследванията на учените в областта на изучаването на топ- , които са най-тежките кварки и най-тежките (173,1 ± 1,3 GeV/c²) от всички известни в момента елементарни частици.

Поради това свойство, дори преди създаването на LHC, учените можеха да наблюдават кварки само в ускорителя Tevatron, тъй като други устройства просто нямаха достатъчно мощност и енергия. От своя страна теорията за кварките е важен елементсензационната хипотеза за Хигс бозона.

Учените извършват всички научни изследвания за създаването и изучаването на свойствата на кварките в топ-кварк-антикварковата парна баня на LHC.

Важна цел на женевския проект е и процесът на изследване на механизма на електрослабата симетрия, който е свързан и с експерименталното доказателство за съществуването на бозона на Хигс. За да дефинираме проблема още по-точно, обект на изследване е не толкова самият бозон, а предсказаният от Питър Хигс механизъм за нарушаване на симетрията на електрослабото взаимодействие.

LHC също така провежда експерименти за търсене на суперсиметрия - и желаният резултат ще бъде теорията, че всяка елементарна частица винаги е придружена от по-тежък партньор, и нейното опровержение.

(или ТАНК)- На този моментнай-големият и най-мощен ускорител на частици в света. Този колос беше пуснат на вода през 2008 г., но дълго време работеше с намален капацитет. Нека да разберем какво е това и защо имаме нужда от голям адронен колайдер.

История, митове и факти

Идеята за създаване на колайдер е обявена през 1984 г. А проектът за изграждане на самия колайдер беше одобрен и приет още през 1995 г. Разработката е на Европейския център за ядрени изследвания (CERN). Като цяло пускането на колайдера привлече голямо внимание не само от учените, но и обикновените хораот цял ​​свят. Говорихме за всякакви страхове и ужаси, свързани с изстрелването на колайдера.

Въпреки това, някой дори сега, много вероятно, чака апокалипсиса, свързан с работата на LHC, и се пропуква при мисълта какво ще се случи, ако ще избухне голямоАдронен колайдер. Въпреки че, на първо място, всички се страхуваха от черна дупка, която, първоначално микроскопична, щеше да расте и безопасно да погълне първо самия колайдер, а след това Швейцария и останалия свят. Анихилационната катастрофа също предизвика голяма паника. Група учени дори заведоха дело в опит да спрат строителството. В изявлението се казва, че бучките антиматерия, които могат да бъдат произведени в колайдера, ще започнат да се унищожават с материята, започвайки верижна реакция и цялата Вселена ще бъде унищожена. Както каза известният герой от „Завръщане в бъдещето“:

Цялата Вселена, разбира се, е в най-лошия сценарий. В най-добрия случай само нашата галактика. Д-р Емет Браун.

Сега нека се опитаме да разберем защо е адронен? Факт е, че той работи с адрони или по-скоро ускорява, ускорява и сблъсква адрони.

адрони– клас елементарни частици, подложени на силни взаимодействия. Адроните са направени от кварки.

Адроните се делят на бариони и мезони. За по-лесно нека кажем, че почти цялата позната ни материя се състои от бариони. Нека опростим още повече и кажем, че барионите са нуклони (протони и неутрони, които изграждат атомното ядро).

Как работи Големият адронен колайдер

Мащабът е много впечатляващ. Колайдерът е кръгъл тунел, разположен под земята на дълбочина от сто метра. Големият адронен колайдер е дълъг 26 659 метра. Протони, ускорени до скорост, близка до скоростта на светлината, летят в подземен кръг през територията на Франция и Швейцария. За да бъдем точни, дълбочината на тунела варира от 50 до 175 метра. Свръхпроводящите магнити се използват за фокусиране и задържане на лъчи от летящи протони; общата им дължина е около 22 километра и те работят при температура от -271 градуса по Целзий.

Колайдерът включва 4 гигантски детектора: ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. В допълнение към основните големи детектори има и спомагателни. Детекторите са проектирани да записват резултатите от сблъсъци на частици. Тоест, след като два протона се сблъскат със скорост, близка до светлинната, никой не знае какво да очаква. За да „видите“ какво се е случило, къде е отскочило и колко далече е летяло, има детектори, натъпкани с всякакви сензори.

Резултати от Големия адронен колайдер.

Защо ви е необходим колайдер? Е, със сигурност не за да унищожат Земята. Изглежда, какъв е смисълът от сблъсък на частици? Факт е, че в съвременната физика има много въпроси без отговор и изучаването на света с помощта на ускорени частици може буквално да отвори нов слой реалност, да разбере структурата на света и може би дори да отговори основен въпрос„смисълът на живота, Вселената и изобщо“.

Какви открития вече са направени в LHC? Най-известното нещо е откритието Хигс бозон(ще му посветим отделна статия). Освен това бяха отворени 5 нови частици, са получени първите данни за сблъсъци при рекордни енергии, показва се липсата на асиметрия на протони и антипротони, Открити са необичайни протонни корелации. Списъкът продължава дълго време. Но микроскопичните черни дупки, които ужасяваха домакините, не можеха да бъдат открити.

И това въпреки факта, че колайдерът все още не е ускорен до своя максимална мощност. В момента максималната енергия на Големия адронен колайдер е 13 TeV(тера електрон-волт). След подходяща подготовка обаче се предвижда протоните да бъдат ускорени до 14 TeV. За сравнение, в ускорителите-предшественици на LHC максималните получени енергии не надвишават 1 TeV. Ето как американският ускорител Теватрон от Илинойс може да ускорява частици. Енергията, постигната в колайдера, далеч не е най-високата в света. Така енергията на космическите лъчи, открити на Земята, превишава милиард пъти енергията на частица, ускорена в колайдер! Така че опасността от Големия адронен колайдер е минимална. Вероятно след като всички отговори бъдат получени с помощта на LHC, човечеството ще трябва да построи друг по-мощен колайдер.

Приятели, обичайте науката и тя определено ще ви обича! И лесно могат да ви помогнат да се влюбите в науката. Потърсете помощ и нека обучението ви носи радост!

Историята на създаването на ускорителя, който днес познаваме като Големия адронен колайдер, датира от 2007 г. Първоначално хронологията на ускорителите започва с циклотрона. Устройството беше малко устройство, което лесно се побираше на масата. Тогава историята на ускорителите започна да се развива бързо. Появиха се синхрофазотронът и синхротронът.

В историята може би най-интересният период е периодът от 1956 до 1957 г. В онези дни съветската наука, по-специално физиката, не изоставаше от своите чуждестранни братя. Използвайки дългогодишен опит, съветският физик на име Владимир Векслер прави пробив в науката. Той създава най-мощния синхрофазотрон по това време. Работната му мощност беше 10 гигаелектронволта (10 милиарда електронволта). След това откритие бяха създадени сериозни образци на ускорители: големият електрон-позитронен колайдер, швейцарският ускорител, в Германия, САЩ. Всички те имаха една обща цел - изследването на основните частици на кварките.

Големият адронен колайдер е създаден предимно благодарение на усилията на италиански физик. Името му е Карло Рубия, лауреат Нобелова награда. По време на кариерата си Рубиа работи като директор в Европейската организация за ядрени изследвания. Беше решено да се изгради и пусне адронен колайдер на мястото на изследователския център.

Къде е адронният колайдер?

Колайдерът се намира на границата между Швейцария и Франция. Обиколката му е 27 километра, поради което се нарича голям. Ускорителният пръстен достига дълбочина от 50 до 175 метра. Колайдерът има 1232 магнита. Те са свръхпроводими, което означава, че могат да се използват за производство максимално полеза ускорение, тъй като в такива магнити практически няма консумация на енергия. Общото тегло на всеки магнит е 3,5 тона с дължина 14,3 метра.

Като всеки физически обект, Големият адронен колайдер генерира топлина. Следователно трябва постоянно да се охлажда. За да се постигне това, температурата се поддържа на 1,7 K, като се използват 12 милиона литра течен азот. Освен това за охлаждане се използват 700 хиляди литра и най-важното е, че се използва налягане, което е десет пъти по-ниско от нормалното атмосферно налягане.

Температура от 1,7 K по скалата на Целзий е -271 градуса. Тази температура е почти близка до това, което се нарича минималната възможна граница, която едно физическо тяло може да има.

Вътрешността на тунела е не по-малко интересна. Има кабели от ниобий-титан със свръхпроводими способности. Тяхната дължина е 7600 километра. Общото тегло на кабелите е 1200 тона. Вътрешността на кабела е тъкан от 6300 жици с общо разстояние от 1,5 милиарда километра. Тази дължина е равна на 10 астрономически единици. Например, се равнява на 10 такива единици.

Ако говорим за географското му местоположение, можем да кажем, че пръстените на колайдера се намират между градовете Сен Жени и Форни-Волтер, разположени от френската страна, както и Мейрин и Весурат - от швейцарската страна. Малък пръстен, наречен PS, минава по диаметъра на границата.

Смисълът на съществуването

За да отговорите на въпроса „за какво е адронният колайдер“, трябва да се обърнете към учените. Много учени казват, че това е най-великото изобретение в цялата история на науката и че без него науката, каквато я познаваме днес, просто няма смисъл. Съществуването и стартирането на Големия адронен колайдер е интересно, защото когато частиците се сблъскат в адронния колайдер, възниква експлозия. Всички най-малки частици се разпръскват различни страни. Образуват се нови частици, които могат да обяснят съществуването и значението на много неща.

Първото нещо, което учените се опитаха да намерят в тези разбити частици, беше теоретично предсказаната елементарна частица от физика Питър Хигс, наречена Смята се, че тази удивителна частица е носител на информация. Също така често се нарича "частица на Бог". Неговото откритие ще доближи учените до разбирането на Вселената. Трябва да се отбележи, че през 2012 г., на 4 юли, адронният колайдер (стартирането му беше частично успешно) помогна за откриването на подобна частица. Днес учените се опитват да го проучат по-подробно.

Колко дълго...

Разбира се, веднага възниква въпросът: защо учените са изучавали тези частици толкова дълго? Ако имате устройство, можете да го стартирате и всеки път да взимате повече и повече данни. Факт е, че експлоатацията на адронен колайдер е скъпо предложение. Едно изстрелване струва много пари. Например, годишното потребление на енергия е 800 милиона kWh. Това количество енергия се консумира от град с население от около 100 хиляди души по средни стандарти. И това не включва разходите за поддръжка. Друга причина е, че в адронния колайдер експлозията, която възниква при сблъсък на протони, е свързана с получаване на голямо количество данни: компютрите четат толкова много информация, че отнема много време за обработка. Въпреки че силата на компютрите, които получават информация, е голяма дори за днешните стандарти.

Следващата причина е не по-малко известна. Учените, работещи с колайдера в тази посока, са уверени, че видимият спектър на цялата Вселена е само 4%. Предполага се, че останалите са тъмна материя и тъмна енергия. Те се опитват да докажат експериментално, че тази теория е правилна.

Адронен колайдер: за или против

Изложената теория за тъмната материя постави под съмнение безопасността на адронния колайдер. Възникна въпросът: „Адронният колайдер: за или против?“ Той тревожи много учени. Всички велики умове на света са разделени на две категории. Изложени „противници“. интересна теорияче ако такава материя съществува, то тя трябва да има противоположна на нея частица. И когато частиците се сблъскат в ускорителя, се появява тъмна част. Имаше риск тъмната част и тази, която виждаме, да се сблъскат. Тогава това може да доведе до смъртта на цялата вселена. След първото изстрелване на адронния колайдер обаче тази теория беше частично разбита.

На следващо място по важност идва експлозията на Вселената или по-скоро раждането. Смята се, че по време на сблъсък е възможно да се наблюдава как се е държала Вселената в първите секунди от своето съществуване. Начинът, по който изглеждаше след Големия взрив. Смята се, че процесът на сблъсъци на частици е много подобен на този, който се е случил в самото начало на Вселената.

Друга също толкова фантастична идея, която учените тестват, са екзотичните модели. Изглежда невероятно, но има теория, която предполага, че има други измерения и вселени с хора, подобни на нас. И колкото и да е странно, ускорителят може да помогне и тук.

Просто казано, целта на ускорителя е да разбере какво представлява Вселената, как е създадена и да докаже или отхвърли всички съществуващи теории за частиците и свързаните с тях явления. Разбира се, това ще отнеме години, но с всяко стартиране се появяват нови открития, които революционизират света на науката.

Факти за ускорителя

Всеки знае, че ускорителят ускорява частиците до 99% от скоростта на светлината, но малко хора знаят, че процентът е 99,9999991% от скоростта на светлината. Тази невероятна фигура има смисъл благодарение на перфектен дизайнИ мощни магнитиускорение. Има и някои по-малко известни факти, които трябва да се отбележат.

Приблизително 100 милиона потока от данни, идващи от всеки от двата основни детектора, могат да запълнят повече от 100 000 CD-ROM за секунди. Само за един месец броят на дисковете ще достигне такава височина, че ако бъдат подредени, ще са достатъчни, за да стигнат до Луната. Затова беше решено да се събират не всички данни, които идват от детекторите, а само тези, които ще бъдат разрешени за използване от системата за събиране на данни, която всъщност играе ролята на филтър за получените данни. Решено е да се запишат само 100 събития, настъпили в момента на експлозията. Тези събития ще бъдат записани в архива на компютърния център на Големия адронен колайдер, който се намира в Европейската лаборатория по физика на елементарните частици, където се намира и ускорителят. Това, което ще бъдат записани, няма да бъдат записаните събития, а тези, които представляват най-голям интерес за научната общност.

Последваща обработка

Веднъж записани, стотици килобайти данни ще бъдат обработени. За целта се използват повече от две хиляди компютъра, разположени в ЦЕРН. Задачата на тези компютри е да обработват първични данни и да формират от тях база данни, която ще бъде удобна за по-нататъшен анализ. След това генерираният поток от данни ще бъде изпратен към компютърната мрежа GRID. Тази интернет мрежа обединява хиляди компютри, разположени в различни институти по света и свързва повече от сто големи центъра, разположени на три континента. Всички подобни центрове са свързани с CERN чрез оптични влакна за максимални скорости на трансфер на данни.

Говорейки за факти, трябва да споменем и физическите показатели на конструкцията. Тунелът на ускорителя е отклонен с 1,4% от хоризонталната равнина. Това беше направено предимно с цел по-голямата част от тунела на ускорителя да се постави в монолитна скала. По този начин дълбочината на поставяне на противоположните страни е различна. Ако броим от страната на езерото, което се намира близо до Женева, тогава дълбочината ще бъде 50 метра. Отсрещната част е с дълбочина 175 метра.

Интересното е, че лунни фазивлияят на ускорителя. Изглежда как толкова отдалечен обект може да повлияе на такова разстояние. Забелязано е обаче, че по време на пълнолуние, когато настъпва прилив, земята в района на Женева се издига с цели 25 сантиметра. Това се отразява на дължината на колайдера. По този начин дължината се увеличава с 1 милиметър, а енергията на лъча също се променя с 0,02%. Тъй като енергията на лъча трябва да се контролира до 0,002%, изследователите трябва да вземат предвид това явление.

Интересно е също, че тунелът на колайдера има формата на осмоъгълник, а не на кръг, както мнозина си представят. Ъглите са създадени от къси секции. Те съдържат инсталирани детектори, както и система, която контролира лъча на ускоряващите се частици.

Структура

Адронният колайдер, чието стартиране включва много части и много вълнение сред учените, е невероятно устройство. Целият ускорител се състои от два пръстена. Малкият пръстен се нарича протонен синхротрон или, за да използваме неговите съкращения, PS. Големият пръстен е супер протонен синхротрон или SPS. Заедно двата пръстена позволяват на частите да се ускорят до 99,9% от скоростта на светлината. В същото време колайдерът увеличава и енергията на протоните, увеличавайки общата им енергия 16 пъти. Освен това позволява на частиците да се сблъскват една с друга приблизително 30 милиона пъти/сек. в рамките на 10 часа. От 4-те основни детектора се получават поне 100 терабайта цифрови данни в секунда. Получаването на данни се определя от индивидуални фактори. Например, те могат да открият елементарни частици, които имат отрицателен електрически заряд и също имат половин спин. Тъй като тези частици са нестабилни, тяхното директно откриване е невъзможно; възможно е да се открие само тяхната енергия, която ще бъде излъчена под определен ъгъл спрямо оста на лъча. Този етап се нарича първо ниво на стартиране. Този етап се следи от повече от 100 специални платки за обработка на данни, които имат вградена логика за изпълнение. Тази част от работата се характеризира с факта, че по време на периода на събиране на данни се избират повече от 100 хиляди блока данни в секунда. След това тези данни ще бъдат използвани за анализ, който се извършва чрез механизъм на по-високо ниво.

Системите на следващото ниво, напротив, получават информация от всички нишки на детектора. СофтуерДетекторът работи в мрежата. Там ще използва голям брой компютри за обработка на последващи блокове от данни, като средното време между блоковете е 10 микросекунди. Програмите ще трябва да създават маркировки за частици, съответстващи на оригиналните точки. Резултатът ще бъде генериран набор от данни, състоящ се от импулс, енергия, траектория и други, възникнали по време на едно събитие.

Части за ускорител

Целият ускорител може да бъде разделен на 5 основни части:

1) Ускорител на електрон-позитронен колайдер. Частта се състои от около 7 хиляди магнита със свръхпроводящи свойства. С тяхна помощ лъчът се насочва през кръгъл тунел. Те също така концентрират лъча в един поток, чиято ширина се намалява до ширината на една коса.

2) Компактен мюонен соленоид. Това е детектор с общо предназначение. Такъв детектор се използва за търсене на нови явления и например за търсене на частици на Хигс.

3) LHCb детектор. Значението на това устройство е да търси кварки и техните противоположни частици - антикварки.

4) Тороидална инсталация ATLAS. Този детектор е предназначен за откриване на мюони.

5) Алис. Този детектор улавя сблъсъци на оловни йони и протон-протонни сблъсъци.

Проблеми при пускането на адронния колайдер

Въпреки факта, че присъствието висока технологияелиминира възможността за грешки на практика всичко е различно. По време на сглобяването на ускорителя възникнаха забавяния и повреди. Трябва да се каже, че тази ситуация не беше неочаквана. Устройството съдържа толкова много нюанси и изисква такава прецизност, че учените очакваха подобни резултати. Например, един от проблемите, пред които са изправени учените по време на изстрелването, е повредата на магнита, който фокусира протонните лъчи непосредствено преди техния сблъсък. Тази сериозна авария е причинена от разрушаване на част от закрепването поради загуба на свръхпроводимост от магнита.

Този проблем възникна през 2007 г. Поради това стартирането на колайдера беше отложено няколко пъти и едва през юни стартирането се състоя почти година по-късно;

Последното изстрелване на колайдера беше успешно, събра много терабайти данни.

Адронният колайдер, който стартира на 5 април 2015 г., работи успешно. В продължение на един месец лъчите ще се движат по ринга, като постепенно ще се увеличава мощността им. Няма цел за изследването като такова. Енергията на сблъсъка на лъча ще бъде увеличена. Стойността ще бъде повишена от 7 TeV на 13 TeV. Такова увеличение ще ни позволи да видим нови възможности в сблъсъците на частици.

През 2013 и 2014г извършени са сериозни технически прегледи на тунели, ускорители, детектори и друго оборудване. Резултатът беше 18 биполярни магнита със свръхпроводяща функция. Трябва да се отбележи, че общият им брой е 1232 броя. Въпреки това, останалите магнити не останаха незабелязани. В останалите системите за защита на охлаждането са подменени и са монтирани подобрени. Магнитната система за охлаждане също е подобрена. Това им позволява да останат при ниски температури при максимална мощност.

Ако всичко върви добре, следващият старт на ускорителя ще се състои едва след три години. След този период се планира планирана работа за подобряване и технически преглед на колайдера.

Трябва да се отбележи, че ремонтът струва доста стотинка, без да се вземат предвид разходите. Адронният колайдер от 2010 г. има цена от 7,5 милиарда евро. Тази цифра поставя целия проект на първо място в списъка на най-скъпите проекти в историята на науката.