четверг, 17 февраля 2011 г.

Большой адронный коллайдер. Принципы, тайны и их разгадки.

     Наверное каждый человек имеющий интернет или телевизор слышал о таком «чуде» как Большой адронный коллайдер. Возможно большинство из вас знают, что это ускоритель частиц, но для чего нужно ускорять частицы? Попробуем в этом разобраться, заодно узнаем принцип его работы.

     Большой адронный коллайдер — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.
     Большим назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; адронным — из-за того, что он ускоряет адроны, то есть частицы, состоящие из кварков; коллайдером (англ. collide — сталкиваться) — из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках столкновения.

Поставленные перед БАКом задачи

     В начале XX века в физике появились две основополагающие теории — общая теория относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, которая описывает Вселенную на макроуровне, и квантовая теория поля, которая описывает Вселенную на микроуровне. Проблема в том, что эти теории несовместимы друг с другом. Например, для адекватного описания происходящего в чёрных дырах нужны обе теории, а они вступают в противоречие.
     Эйнштейн многие годы пытался разработать единую теорию поля, но безуспешно, поскольку игнорировал квантовую механику. В конце 1960-х физикам удалось разработать Стандартную модель (СМ), которая объединяет три из четырёх фундаментальных взаимодействий — сильное, слабое и электромагнитное. Гравитационное взаимодействие по-прежнему описывают в терминах ОТО. Таким образом, в настоящее время фундаментальные взаимодействия описываются двумя общепринятыми теориями: ОТО и СМ. Их объединения пока достичь не удалось из-за трудностей создания теории квантовой гравитации.
     Для дальнейшего объединения фундаментальных взаимодействий в одной теории используются различные подходы: теория струн, получившая своё развитие в М-теории (теории бран), теория супергравитации, петлевая квантовая гравитация и др. Некоторые из них имеют внутренние проблемы, и ни у одной из них нет экспериментального подтверждения. Проблема в том, что для проведения соответствующих экспериментов нужны энергии, недостижимые на современных ускорителях заряженных частиц.
     БАК позволит провести эксперименты, которые ранее было невозможно провести и, вероятно, подтвердит или опровергнет часть этих теорий. Так, существует целый спектр физических теорий с размерностями больше четырёх, которые предполагают существование «суперсимметрии» — например, теория струн, которую иногда называют теорией суперструн именно из-за того, что без суперсимметрии она утрачивает физический смысл. Подтверждение существования суперсимметрии, таким образом, будет косвенным подтверждением истинности этих теорий.
Видео ниже:


     Так, как же он работает? Видео вполне подробно объясняет основные принципы работы, не вдаваясь в подробности:

14 комментариев:

  1. про коллайдер всегда интересно))

    ОтветитьУдалить
  2. Впечатляет. Одно из самых сложных устройств, когда-либо созданных человеком.

    ОтветитьУдалить
  3. >Одно из самых сложных устройств, когда-либо созданных человеком.
    Не могу не согласиться. Масштаб работы над БАКом просто невероятный. Если бы так же работали над «покорением» космоса, то мы бы, возможно уже отправили человека на марс, и пробурили лед на Европе (спутнике Юпитера)

    ОтветитьУдалить
  4. Пока смотрел на кружащиеся протоны глаза заболели.

    ОтветитьУдалить
  5. мда,гумманитарием не поянть

    ОтветитьУдалить
  6. >гумманитарием не поянть
    Ну почему же? Мы тут и собрались чтобы объяснять любым людям такие вещи.

    ОтветитьУдалить
  7. Когда обещают выйти на номинальную мощность?

    ОтветитьУдалить
  8. Лучше бы вместо того чтобы всякие коллайдеры строить занялись бы освоением ближнего космоса. Всяко больше пользы.

    ОтветитьУдалить
  9. >Когда обещают выйти на номинальную мощность?
    планировали еще к 2010. Сейчас плнируют к концу 2011, а вот выдут ли на самом деле — неизвестно.

    ОтветитьУдалить
  10. Вот чую, что не выйдет с бозоном ничего

    ОтветитьУдалить
  11. Стандартный восторженный комментарий.

    ОтветитьУдалить
  12. Точно,гуманитариям не понять)

    ОтветитьУдалить

content